数字电路第6章时序逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第六章时序逻辑电路6.1时序逻辑电路的基本概念6.2时序逻辑电路的分析6.3同步时序电路的设计6.4计数器6.5寄存器6.6算法状态机数字电路分为1.组合电路：电路的输出只与电路的输入有关，与电路的前一时刻的状态无关。2.时序电路：电路在某一给定时刻的输出取决于该时刻电路的输入还取决于前一时刻电路的状态由触发器保存即：时序逻辑电路具有记忆功能。组合逻辑电路时序逻辑电路第六章时序逻辑电路6.1.1时序逻辑电路的基本结构及特点时序逻辑电路的基本结构框图：6.1时序逻辑电路的基本概念输入信号输出信号存储输出信号存储输入信号6.1.1时序逻辑电路的基本结构及特点时序逻辑电路的基本结构框图：6.1时序

2、逻辑电路的基本概念时序逻辑电路的特点：组合电路+触发器电路的状态与时间顺序有关(1)(2)由结构框图可得输出方程：驱动方程：状态方程：次态现态6.1.2时序逻辑电路的分类1、同步时序逻辑电路：各触发器由同一时钟脉冲触发。2、异步时序逻辑电路：各触发器触发脉冲不相同。6.1.3时序逻辑电路功能的描述方法1、逻辑方程式：如2、状态图：3、状态表：反映现态、次态及输入输出关系的表格4、时序图：时序电路中各信号的工作波形图。6.2时序逻辑电路的分析分析：已知逻辑电路图，求其输出Z的变化规律，以及电路状态Q的转换规律，从而说明时序逻辑电路的逻辑功能和工作特性。6.2.1时序逻辑电路分析的一般步骤给定电

3、路写时钟CP的表达式；各触发器的驱动方程时序电路的输出方程由驱动方程写各触发器的状态方程由状态方程、输出方程列状态表、画状态图或时序图说明该电路的逻辑功能以上这些步骤可视情况取舍6.2.2同步时序逻辑电路分析举例例6.2.1分析图示逻辑电路写时钟CP的表达式；各触发器的驱动方程时序电路的输出方程解：(1)(1)因为各触发器的时钟CP相同，可以不写。驱动方程：输出方程：6.2.2同步时序逻辑电路分析举例例6.2.1分析图示逻辑电路解：驱动方程：输出方程：(2)由驱动方程写各触发器的状态方程。解：(3)由状态方程、输出方程列状态表、画状态图或时序图列状态表的具体做法是：输出代入上面各式得到：先设

4、各触发器的初态为作为新的初态，再代入状态方程和输出方程，得：如此继续算下去，直到Q1Q0及X的所有组合都算完为止。例6.2.1分析图示逻辑电路(3)由状态方程、输出方程列状态表、画状态图或时序图输入XnQQ10n现态n+1QQ10n+1次态输出Z输入XnQQ10n现态n+1QQ10n+1次态输出Z000000001010101011011100111100110111011001001000例6.2.1分析图示逻辑电路例6.2.1分析图示逻辑电路输入XnQQ10n现态n+1QQ10n+1次态输出Z输入XnQQ10n现态n+1QQ10n+1次态输出Z0000000010101010110111

5、00111100110111011001001000画状态图：Q1Q0：X/Z圈内是触发器的现态，箭头指向在输入输出条件下触发器的次态00：01：10：11：0/00/00/00/11/11/01/01/0CPXQ0Q1Z时序图：例6.2.2分析图示时序逻辑电路解：(1)由图写驱动方程和输出方程：驱动方程：输出方程：(2)将驱动方程代入触发器的特性方程:得到各触发器的状态方程：现态次态输出Q3Q2Q1Q3n+1Q2n+1Q1n+1F0000010(3)根据状态方程列状态表:0010100010011001110001001010101000111011101110001例6.2.2分析图示时

6、序逻辑电路例6.2.2分析图示时序逻辑电路FQ3n+1Q2n+1Q1n+1Q3Q2Q1输出次态现态00000100010100010011001110001001010101000111011101110001解：(3)根据状态表画状态图:Q3Q2Q1/F000/0001010011100101110111/0/0/0/0/1/0/1正常情况下，触发器状态在000～101循环，但若由于干扰使电路的状态为110或111，也可以在1、2个时钟后回到以上的主循环。这称为电路具有自启动能力例6.2.2分析图示时序逻辑电路FQ3n+1Q2n+1Q1n+1Q3Q2Q1输出次态现态000001000101

7、00010011001110001001010101000111011101110001解：状态表的另一种形式：FQ3Q2Q1CP00000100102010011100101000034560010可见，每来一个CP脉冲触发器作加1计算，每6个脉冲一个循环，所以这是一个6进制加法计数器。例6.2.2分析图示时序逻辑电路解：状态表的另一种形式：FQ3Q2Q1CP000001001020100111001010