时序逻辑电路的分析和设计 ppt课件.ppt

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1、时序逻辑电路的分析和设计学习要点：时序电路的分析方法和设计方法6.1时序逻辑电路概述1、时序电路的特点时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。2、时序电路逻辑功能的表示方法时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态图、时序图和逻辑图6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。3、时序电路的分类根据时钟分类同步时序电路: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，每来一个时钟脉冲，电路的状态只改变一次。异步时序电路

2、:各个触发器的时钟脉冲不同，即电路中没有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化，电路状态改变时，电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。电路图时钟方程、驱动方程和输出方程状态方程状态图、或时序图判断电路逻辑功能12356.2时序逻辑电路的分析方法时序电路的分析步骤：状态表445电路功能由状态图可以看出，当输入X＝0时，在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状态按递增规律循环变化，即：00→01→10→11→00→…当X＝1时，在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状态按递减规律循环变化，即：0

3、0→11→10→01→00→…可见，该电路既具有递增计数功能，又具有递减计数功能，是一个2位二进制同步可逆计数器。画状态图时序图例(异步)电路没有单独的输出，异步时序电路，时钟方程：驱动方程：1写方程式2求状态方程D触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：3计算、列状态表45电路功能由状态图可以看出，在时钟脉冲CP的作用下，电路的8个状态按递减规律循环变化，即：000→111→110→101→100→011→010→001→000→…电路具有递减计数功能，是一个3位二进制

4、异步减法计数器。画状态图、时序图例(同步)时钟方程：输出方程：输出仅与电路现态有关同步时序电路的时钟方程可省去不写。驱动方程：1写方程式2求状态方程JK触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：3计算、列状态表000001010011100101110111001011101111000010100110000011004画状态图、时序图5电路功能时序图有效循环的6个状态分别是0～5这6个十进制数字的格雷码，并且在时钟脉冲CP的作用下，这6个状态是按递增规律变化的，即：00

5、0→001→011→111→110→100→000→…所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。当对第6个脉冲计数时，计数器又重新从000开始计数，并产生输出Y＝1。分析功能：寄存器各位数据在控制信号作用下，依次向高位或向低位移动一位这种功能称为移位功能，具有移位功能的寄存器就是移位寄存器。例：P261图7.2.2设数据D有4位，从高到低依次为D3D2D1D0，串行输入即每一个时钟周期从FF0的D端输入一位。分析：分析功能：分析功能：分析功能：输出方程：输出与输入有关同步时序电路，时钟方程

6、省去。驱动方程：1写方程式例(同步)2求状态方程T触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：3计算、列状态表设计要求状态图状态表画电路图检查电路能否自启动12466.3时序逻辑电路的设计方法时序电路的设计步骤：求时钟方程、驱动方程、状态方程、输出方程5选触发器3化简例11建立状态图设计一个按自然态序变化的7进制同步加法计数器，计数规则为逢七进一，产生一个进位输出。建立状态表2选触发器3（略）因需用3位二进制代码，选用3个CP下降沿触发的JK触发器，分别用FF0、FF1、FF

7、2表示。4求时钟方程、输出方程、驱动方程、状态方程由于要求采用同步方案，故时钟方程为：输出方程：状态方程不化简，以便使之与JK触发器的特性方程的形式一致。比较，得驱动方程：电路图5检查电路能否自启动6将无效状态111代入状态方程计算：可见111的次态为有效状态000，电路能够自启动。例2：试用上升沿T触发器设计六进制加计数器。分析：六进制加计数器只有六个状态（0、1、2、3、4和5）至少需要三个触发器实现，其状态图为：Q2Q1Q0000001010101100011/Z/0/0/0/0/0/1解

8、：1、列状态表并求驱动方程和输出方程Q2Q1Q0Q2n＋1Q1n＋1Q0n＋1Z000001000101000100110011100010010101010001110×××0111×××0T触发器的功能：T＝0时保持，T＝1时翻转。T2T1T0000101××010100××111111××2、检验无效状态现态T2T1T0次态110代入驱动方程计算：001然后，根据驱动值推导次态111111101010无效状态并没有构成循环，所以电路具有自启动能力，无需修正3、作电路图例3：试用上升沿JK触