数字电子技术 第5章课件.ppt

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1、第5章时序逻辑电路5.1时序电路的基本分析和设计方法5.2计数器5.3寄存器和读写存储器5.4顺序脉冲发生器概述一、时序电路的特点1.定义任何时刻电路的输出，不仅和该时刻的输入信号有关，而且还取决于电路原来的状态。2.电路特点(1)与时间因素(CP)有关；(2)含有记忆性的元件(触发器)。组合逻辑电路存储电路…………x1…xiy1…yjw1wkq1ql输入输出二、时序电路逻辑功能表示方法1.逻辑表达式(1)输出方程(3)状态方程(2)驱动方程2.状态表、卡诺图、状态图和时序图组合逻辑电路存储电路…………x1…xiy1…yjw1wkq1qlx1y1y2JKQ1Q2x

2、21J1KC1CP三、时序逻辑电路分类1.按逻辑功能划分：计数器、寄存器、读/写存储器、顺序脉冲发生器等。2.按时钟控制方式划分：同步时序电路触发器共用一个时钟CP，要更新状态的触发器同时翻转。异步时序电路电路中所有触发器没有共用一个CP。3.按输出信号的特性划分：Moore型Mealy型存储电路Y(tn)输出WQX(tn)输入组合电路CPY(tn)输出CPX(tn)输入存储电路组合电路组合电路5.1时序电路的基本分析和设计方法5.1.1时序电路的基本分析方法1.分析步骤时序电路时钟方程驱动方程状态表状态图时序图CP触发沿特性方程输出方程状态方程计算注意事项：一、

3、写方程式1.时钟方程：各个触发器时钟信号的逻辑表达式。2.输出方程：时序电路各个输出信号的逻辑表达式。3.驱动方程：各个触发器同步输入端信号的逻辑表达式。三、计算1.电路的现态，是组成该电路各个触发器的现态的组合。2.现态和输入要全。3.现态起始值如给定，就从给定值开始进行计算，若没给定，从自己设定起始值开始计算。四、画状态图、状态表、时序图1.状态转换是由现态到次态。2.输出是现态和输入的函数。2.分析举例写方程式时钟方程输出方程(同步)驱动方程状态方程特性方程(Moore型)[例5.1.1][解]1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY计

4、算，列状态转换表Q2Q1Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+1Y00110111101111110000101010011101000001010011100101110111画状态转换图000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效状态和有效循环010101/1/1无效状态和无效循环能否自启动?能自启动：存在无效状态，但没有形成循环。不能自启动：无效状态形成循环。方法2利用卡诺图求状态图11001100Q2n+1Q2nQ1nQ0n010001111001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n010001111000001111Q0n+1Q2nQ1

5、nQ0n0100011110Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001011111101000010110100000001011111110100010101画时序图000001/1011/1111/1110/1100/1/0123456CPCP下降沿触发Q2Q1Q0000001011111110100000YMealy型[例5.1.2]时钟方程输出方程驱动方程状态方程[解]写方程式10110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n00011110010010010001111010101010Q1n+1S

6、Q2nQ1nQ0n00011110101010000001111010011001Q0n+1SQ2nQ1nQ0n000111101001100100011110S=0Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100011110001010100011101110000111S=1Q1nQ0nQ2n0100011110001010100011101000000111状态转换表输入现态次态输出SQ2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1Y1Y200000000111111110000010100111001011101110000010100111001

7、0111011100101001110010111011100000101001110010100011100000000000000000010000000000100011状态图000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00能自启动S/Y1Y21/11000001/00010/00011/00100/00101/001100/001110/000/011/101101111/00画时序图当S=0时，每8个CP一个循环；当S=1

8、时，每6个