数字电子技术基础 第五章 时序逻辑电路课件.ppt

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1、电子技术第五章时序逻辑电路数字电路部分第五章时序逻辑电路5-1概述5-2时序逻辑电路的分析方法5-3若干常用的时序逻辑电路§5-4时序逻辑电路的设计方法本章重点：1．时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，以及逻辑功能的描述方法；2．同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法；3．常用的中规模集成时序逻辑电路器件的应用。本章难点：本章难点是同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法。同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法既是本章的一个难点，又是一个重点。这些方法不仅适用于用中小规模器件设计时序逻辑电路，而且也是第八章中使用可编程逻辑器件设计时序逻辑电路所必须具备的基

2、础知识。第五章时序逻辑电路5.1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…yjz1zkq1ql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…yjw1wkq1qlx1y1y2JKQ1Q2x21J1KC1CP三、时序逻辑电路分类1.按逻辑功能划分：计数器、

3、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ZQX(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5.2时序逻辑电路的分析方法重点讲同步时序逻辑电路的分析方法。同步时序电路：构成电路的每块触发器的时钟脉冲来自同一个脉冲源，同时作用在每块触发器上。异步时序电路：构成电路的每块触发器的时钟脉冲来自不同的脉冲源，作用在每块触发器上

4、的时间也不一定相同。一、同步时序逻辑电路的分析步骤1、写输出方程2、写驱动方程3、写状态方程4、填状态转换表5、画状态转换图6、画时序波形图7、分析其功能8、检查自启动二、举例试分析下图时序电路的逻辑功能。解：1）输出方程Y=Q3Q22）驱动方程J3=Q2Q1；J1=Q3Q2；K2=Q3Q13)状态方程=Q3Q2Q1=Q2Q1+Q3Q2Q1=Q3Q2Q1+Q3Q2Q1n+1=J1Q1+K1Q1Q2n+1=J2Q2+K2Q2Q3n+1=J3Q3+K3Q3K1=1J2=Q1；K3=Q2=（Q3+Q2）Q1Q3Q2Q1YCP1J1K1J1K1J1K&1&Q3Q

5、2Q1C1C1C1方法：将驱动方程代入所用触发器的特性方程。Q1n+1Q2n+1Q3n+1=Q2Q1+Q3Q2Q1=Q3Q2Q1+Q3Q2=（Q3+Q2）Q1Y=Q3Q24）状态转换表4）状态转换表CP的顺序Q3Q2Q1Y设：0000设：0111则：1000Q1n+1Q2n+1Q3n+1=Q2Q1+Q3Q2Q1=Q3Q2Q1+Q3Q2=（Q3+Q2）Q1Y=Q3Q2则：100120103011410051016110000000170000已知：5）状态转换图000001010011100101110111/0/1Q3Q2Q1/Y/0/0/0/0/0/1

6、6）时序图CPtQ3tYtQ2t7、分析电路的功能8、检查自启动由状态转换表知，此电路能自启动。1234567Q1t随CP的输入，电路循环输出七个稳定状态，所以是七进制计数器。Y端的输出是此七进制计数器的进位脉冲。110000例2：分析图示有输入信号的时序电路：第1步:驱动方程、输出方程第3步：状态转换表解：第2步：状态方程可称为次态卡诺图分析：这是一个可控计数器。当A=0时，是加法计数器，其状态由00递增到11，再从00开始；当A=1时，是减法计数器，其状态由11递减到00，再从11开始。第四步：状态转换图§5-3若干常用的时序逻辑电路5-3-1寄存器

7、和移位寄存器5-3-2计数器*5-3-3顺序脉冲发生器5.3.1寄存器和移位寄存器(Registerandshiftregister)寄存器的主要特点和分类一、概念和特点(一)概念寄存：把二进制数据或代码暂时存储起来。寄存器：具有寄存功能的电路。(二)特点主要由触发器构成,一般不对存储内容进行处理。并行输入并行输出FF0FF1FFn–1D0D1Dn–1Q0Q1Qn–1控制信号101…0101…001010101串行输入串行输出二、分类(一)按功能分基本寄存器移位寄存器(并入并出)(并入并出、并入串出、串入并出、串入串出)(二)按开关元件分TTL寄存

8、器CMOS寄存器基本寄存器移位寄存器多位D型触发器锁存器寄存器阵列单向移位寄存器