同步时序逻辑电路设计三ppt课件.ppt

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1、第五章同步时序逻辑电路学习要点：触发器的逻辑功能及使用同步时序电路的分析方法和设计方法5.1时序逻辑电路概述二、时序逻辑电路的分析时序电路的一般框图时序电路输入信号（也称组合电路外部输入）：x1，…，xn；时序电路输出信号（也称组合电路外部输出）：Z1，…，Zm；时序电路状态信号（也称组合电路内部输入）：y1，…，ys；时序电路激励信号（也称组合电路内部输出）：Y1，…，Yr；激励信号决定电路下一时刻的状态。时序逻辑电路的结构时序电路状态信号：y1，…，ys是存储电路对过去输入信号记忆的结果，它随着外部输入信号的变化而变化。某一时刻的电路状态称为现态y，在某一现态下外部信号

2、发生变化后电路进入的新状态称为次态yn+1。时序电路特征：①时序电路由组合电路和存储电路两部分组成，具有记忆功能；②电路中包含反馈回路，反馈回路和记忆元件使电路的输出不仅与当时的输入有关，而且与以前的输入有关。（1）根据时钟分类1）同步时序电路。记忆元件采用触发器，电路的状态用触发器的输出组合表示，各个触发器的时钟脉冲相同，即电路中有一个统一的时钟脉冲。触发器工作于同步方式，每来一个时钟脉冲，电路中的各个触发器的状态同时改变，电路的状态只改变一次。2）异步时序电路有两类：脉冲型异步时序电路和电平异步时序电路。脉冲型异步时序电路的记忆元件采用触发器，触发器工作于同步方式。与同

3、步时序电路不同之处在于各个触发器的时钟时序逻辑电路的分类脉冲不同，即电路中没有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化，每来一个时钟脉冲，电路状态才改变，电路的状态只改变一次。只是电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行。（2）根据输出分类电平异步时序电路的记忆元件采用反馈线，利用门电路和传输线上的延迟作为记忆元件。输入信号的变化将直接导致电路状态的变化，而这种电路状态可能连续变化。米利型（Mealy）：时序电路的输出不仅与现态有关，而且还决定于电路当前的输入。穆尔型（Moore）：时序电路的输出仅决定于电路的现态,与电路当前的输入无关；或者根本就不存在输入。时序电路的

4、逻辑功能通常可用逻辑表达式、状态图、状态表、时序图4种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。1.逻辑函数表达式必须用三组方程才能全面描述时序电路（1）输出函数表达式Mealy型电路Moore型电路i=1,2…mi=1,2…mMealy型电路的输出是当前的输入和电路的当前状态的函数Moore型电路的输出仅是电路当前状态的函数时序逻辑电路的描述方法（2）激励函数表达式j=1,2…r（3）次态函数表达式（也称状态方程）l=1,2…s同步时序电路的激励函数就是各个触发器的输入信号。它们是当前的输入和电路当前的状态函数。同步时序电路的状态方程就是各个触发器的输出信号。

5、它们是当前的输入和电路当前的状态函数。2.状态转换表状态转换表，简称状态表，是用表格的方式描述同步时序电路。它全面反映了同步时序电路的当前输出Z、次态yn+1、和电路的当前输入x、当前状态（现态）y之间关系。Mealy型电路的状态表Moore型电路的状态表现态y、次态yn+1即各触发器现态、次态表示法Qn、Qn+1现态次态/输出输入xyyn+1/Z现态次态输出输入xyyn+1Z3.状态转换图状态转换图，简称状态图，是用有向图的方式描述同步时序电路。它全面反映了同步时序电路在当前的电路状态y下，在电路的当前输入x作用下，电路的当前输出Z的变化规律，以及每来一个CP脉冲，电路状

6、态转移到次态yn+1的规律。用圆圈表示电路的状态，用有向线段表示电路状态转移的方向，有向线段旁边注明当前状态下的当前输入以及当前的输出。有向线段的源于电路的某一现态，终点指向次态。在讲解触发器中已作了介绍。4.时序图时序图是用波形的形式反映输入信号、输出信号和电路状态（即各触发器的输出信号）在时间上的对应关系。电路图激励方程和输出方程状态方程状态图、状态表或时序图判断电路逻辑功能123同步时序电路的分析步骤：4分析方法和步骤例分析图所示电路的同步时序电路。1、根据电路，写出各个触发器的激励方程和输出方程：注：此处y1、y2就是触发器输出Q1n、Q2n，都是现态。本例无输出信

7、号，故不需要写输出方程。分析举例2、根据所使用的触发器及前已写出的激励方程，写出各触发器的状态方程（即次态方程）：注：此处y1n+1、y2n+1就是触发器的次态Q1n+1、Q2n+1。3、根据得到的输出方程和触发器的状态方程作出状态表和状态图：现态y2y1次态y2n+1y1n+1x=0x=100011110先填y2n+1，注意y2n+1y1n+1的次序，y2n+1在前，y1n+1再后。00011011X=011110由状态表可得状态图：4、逻辑功能分析根据得到状态表和状态图,可以看出该电路是可逆二进制计数器，是对C