数字电子技术6章ppt课件.ppt

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1、第6章时序逻辑电路6.1概述6.2时序逻辑电路的分析方法6.4计数器6.3寄存器和移位寄存器6.5同步时序逻辑电路的设计退出返回主目录6.1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。数字逻辑电路组合逻辑电路——组合电路时序逻辑电路——时序电路任一时刻的输出信号仅取决于当时的输入信号由组合电路和存储电路组成。存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端，与输入信号一起，决定输出信号组合逻辑电路与时序逻辑电路的主要区别：时序逻辑电路有存储电路。微观上讲就是时序逻辑电路结构上具有反馈。2、时序电路逻辑功能的

2、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。逻辑表达式有：输出方程状态方程驱动方程(激励方程)举例分析：串行加法器的电路3、时序电路的分类穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态，与电路当前的输入无关；或者根本就不存在独立设置的输出，而以电路的状态直接作为输出。(1)根据时钟分类同步时序电路中，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。异步时序电路中，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

3、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。(2)根据输出分类米利型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。6.2时序逻辑电路的分析方法返回6.2.1同步时序逻辑电路的分析方法*6.2.3异步时序逻辑电路的分析方法6.2.2同步时序逻辑电路的描述方法6.2.1同步时序逻辑电路的分析方法目的：找出给定时序电路的逻辑功能任务：找出输出的状态在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。方法：1.写出每个触发器的驱动方程(即存储电路中每个触发器输入信号的逻辑函数式)2.代入触发器特性方程，得出状态方程3.根据逻辑图写出输出方程例：分

4、析时序逻辑电路的逻辑功能。写出它的驱动方程、状态方程和输出方程。FF1、FF2、FF3是主从结构的TTL触发器，下降沿动作，输入端悬空时和逻辑1状态等效。1.写出驱动方程2.将驱动方程代入特性方程中，得到状态方程。3.根据逻辑图写出输出方程。通过以上三种方程，能够描述逻辑功能。但不直观。把电路在时钟作用下状态转换的全部过程求出来，可以直观的显示逻辑功能。方法：状态转换表、状态转换图、时序表6.2.2同步时序逻辑电路的描述方法一、状态转换表若将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状态方程和输出方程，即可算出电路的次态和现态下的输出值；以得到的次态作为新的初态，和这时的

5、输入变量取值一起再代入状态方程和输出方程进行计算，又得到一组新的次态和输出值。如此继续下去，把全部的计算结果列成真值表的形式，就得到了状态转换表。状态转换表反映了时序电路的输出Y、次态Q*、输入X和初态Q之间的逻辑关系和状态转换规律。例：求出上例的状态转换表。分析：没有外部输入变量J、K，CLK为控制信号，穆尔型电路。设电路的初态为Q3Q2Q1=000，代入状态方程中，求出次态。将结果作为新的初态Q3Q2Q1=001，继续进行计算。由Q3Q2Q1=000Y=0计算的结果依次为000→001→010→011→100→101→110检查是否包含了电路所有可能出现的状态。

6、缺少111的状态，将其带入式中计算得出次态为000、Y=1，这样可以做出电路的状态转换表。状态转换表10001111000011001110101010010001110011001000101000100000YQ1Q2Q300001111100000710116010150001401103001020100100000YCLK的顺序状态转换表的另一种形式可以看出，每经过7个时钟脉冲电路的状态循环变化一次，所以这个电路具有对时钟脉冲计数的功能。二、状态转换图表示时序电路的状态、状态转换条件、方向及状态转换规律。QQ*X/Y米利型(输出与状态、输入有关)穆尔型(输

7、出仅与状态有关)QQ*/Y实际时序电路中,若有n个触发器(记忆单元),一般有N个状态,2n-1≤N≤2n。状态转换图能自启动三、状态机流程图(SM图)SM图类似于编写计算机程序时用的程序流程图，表示在一系列脉冲作用下时序电路状态转换的流程以及每个状态下的输入和输出。SM图中使用的图形符号：状态框、判断框和条件输出框状态框每个状态框表示电路的一个状态，左上角注明状态的名称(也有将状态名称写在框内的)，右上角注明状态编码，框内列出此状态下等于1的输出逻辑变量。因写在状态框内的输出只与电路的状态有关，所以一定是穆尔型输出。当此状态机用作复杂系统的控制电路时，每个输出信