数字电路逻辑设计 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6.2时序逻辑电路分析6.3时序逻辑电路设计6.1时序逻辑电路概述逻辑电路可分为两大类：☆组合电路组合逻辑电路：当前的输出仅取决于当前的输入，与电路过去的状态无关。例如各种门电路等。时序逻辑电路：任一时刻的输出信号不但取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态，即与以前的输入、输出有关。例如：JK触发器，其特征方程：☆时序电路当前的输入J、K有关还与过去的Qn有关JK触发器就是一个最简单的时序电路。6.1时序逻辑电路概述例1：电路结构：3个与非门、T触发器输入信号：X、CP（外加输入）Q（触发器输出、内部输入）

2、输出信号：Z（电路输出）T′（内部输出）电路输出Z的函数：T触发器状态方程：＝X⊙QnCP↓工作波形相异为0从工作波形中可以看出：（用特征方程画工作波形）相同为1虽然输入信号X、CP完全相同，但由于T触发器原来状态不同：Qn=0,z=0Qn=1,z有变化由此可见：在相同的外部输入条件下，存储电路的状态不同，输出结果完全不同，与组合电路有明显的区别。时序电路的输出不仅取决于当时的输入信号（X、CP），还取决于电路内部存储电路（T触发器）的原来状态，Qn+1＝X⊙QnCP↓一、时序电路的一般结构：典型时序电路由两部分组成：组合电路、存储电

3、路。二、时序电路特点：1、有存储电路（触发器或者带反馈的组合电路）组合电路存储电路外输入：X(x1,x2┈xi)外输出：Z(z1,z2┈zj)内输出：W(w1,w2┈wK)内输入:Y(y1,y2┈yL)存储电路的输入信号。是时序电路的输出信号。是时序电路的外部输入信号。存储电路的输出，反馈到组合电路的输入端。2、有反馈支路组合电路的输出反馈到存储电路的输入端，存储电路的输出反馈到组合电路的输入端，与输入信号一起共同决定组合电路的输出。三、功能描述1、输出方程外部输出＝外输入和内输入组合函数触发器的输入信号的逻辑表达式2、激励方程将存储

4、电路中每个触发器的输入信号的逻辑表达式（激励方程）代入相应触发器的特征方程，其结果就是触发器状态方程。3、状态方程用三个方程描述例如JK触发器特征方程：组合电路存储电路外输入：X(x1,x2┈xi)外输出：Z(z1,z2┈zj)内输出：W(w1,w2┈wK)内输入:Y(y1,y2┈yL)是时序电路的输出信号。是时序电路的外部输入信号。存储电路的输出，反馈到组合电路的输入端。存储电路的输入信号。1、同步时序电路存储电路的状态转换是在统一时钟控制下同步进行的，所有触发器有一个统一的时钟源。2、异步时序电路没有统一时钟，存储电路状态变化不是

5、同时发生的。四、时序电路分类从控制时序状态的脉冲源来分：五、时序电路根据输出信号划分为米利型和摩尔型两种1、米利型输出信号不仅取决于存储电路状态，而且还取决于输入变量。2、摩尔型输出信号仅仅取决于存储电路的状态Z=F1[X,Qn]Z=F1[Qn]6.2.1、时序逻辑电路的分析步骤：时序逻辑电路的分析，就是根据给定时序逻辑电路的结构，找出该时序逻辑电路在输入信号及时钟信号的作用下，存储电路状态变化规律及电路的输出。时序电路的逻辑功能可以用输出方程、激励方程、和状态方程全面描述。因此，只要能写出给定逻辑电路的这三个方程，再根据这三个方程就

6、能求出在任何给定的输入变量状态和存储电路状态下时序电路的输出和次态。6.2时序逻辑电路的分析方法时序电路分析步骤：★1）写出存储电路的激励函数，即W(tn)=G[X(tn),Y(tn)];★2）写出存储电路的状态转移方程，即Y(tn+1)=H[W(tn),Y(tn)];★4）写出电路的输出函数表达式，即Z(tn)=F[X(tn),Y(tn)];3、由状态转移方程和输出函数表达式列出状态转移表;4、根据状态转移表画出状态转移图;5、画出工作波形图（时序图）。1、分析电路同步or异步？FF的种类?有无输入输出?2、列方程★3）写出CP方程

7、(对异步电路)；解：☆本电路三级触发器有统一时钟CP，是同步时序电路，时钟方程可以不写。☆三级JK触发器是在CP下降沿动作。题意分析☆电路输入信号CP，次态和输出只取决于存储器的初态，属于摩尔型时序电路。例1：分析下图所示的时序电路。一、由逻辑图写出电路的激励函数、状态方程和输出方程将激励函数代入JK触发器的特征方程得出电路状态方程：例1：分析下图所示的时序电路。★这一步不能出错，否则后续分析是在错误方程中，分析出错误结果。1）写出激励函数，也就是所有J-K的表达式。2）写出状态转移方程，即为J-K触发器的特征方程。3）由电路图直接写

8、出输出方程：二、功能描述1、状态转移表状态转移表是将任何一组输入变量和电路初态的取值代入状态方程和输出方程，计算出电路的次态和现态下的输出值，得到的次态作为新的初态，再代入状态方程进行计算，得出新的次态和输出值。如此反复