数字逻辑--时序逻辑电路的分析与设计ppt课件.ppt

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1、6.时序逻辑电路的分析与设计6.1时序逻辑电路的基本概念6.2同步时序逻辑电路的分析6.3同步时序逻辑电路的设计6.4异步时序逻辑电路的分析6.5若干典型的时序逻辑集成电路*6.6用Verilog描述时序逻辑电路6.7时序逻辑可编程逻辑器件教学基本要求2、熟练掌握时序逻辑电路的分析方法1、熟练掌握时序逻辑电路的描述方式及其相互转换。3、熟练掌握时序逻辑电路的设计方法4、熟练掌握典型时序逻辑电路计数器、寄存器、移位寄存器的逻辑功能及其应用。5、正确理解时序可编程器件的原理及其应用。6、学会用VirelogHDL设计时序电路及时序可编程逻辑器件的方法。6.1时序逻辑

2、电路的基本概念6.1.1时序逻辑电路的模型与分类6.1.2时序电路逻辑的表达6.1时序逻辑电路的基本概念6.1.1时序逻辑电路的模型与分类1.时序电路的一般化模型*电路由组合电路和存储电路组成。*电路存在反馈。结构特征:输出方程:O＝f1(I，S)激励方程:E＝f2(I，S)状态方程:Sn+1＝f3(E，Sn)表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式表达存储电路从现态到次态的转换关系式2、异步时序电路与同步时序电路时序电路同步：存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源，它们的状态在同一时刻更新。异步：没有统一的时钟脉冲或没

3、有时钟脉冲，电路的状态更新不是同时发生的。输出方程激励方程组状态方程组1.逻辑方程组6.1.2时序电路功能的表达方法状态转换真值表100010001100000000YA010100011100010111011101001110输出方程状态方程组1.根据方程组列出状态转换真值表将状态转换真值表转换为状态表01/000/11111/000/11010/000/00001/000/101状态表A=1A=0状态转换真值表010100011100010111011101001110100010001100000000YA状态表01/000/11111/000/1101

4、0/000/00001/000/101A=1A=00/01/00/11/00/11/00/11/02.根据状态表画出状态图4.时序图时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的状态表01/000/11111/000/11010/000/00001/000/101A=1A=0根据状态表画出波形图6.2时序逻辑电路的分析6.2.1分析同步时序逻辑电路的一般步骤6.2.2同步时序逻辑电路分析举例时序逻辑电路分析的任务：分析时序逻辑电路在输入信号的作用下，其状态和输出信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。6.2时序逻辑电路的分析时序电路的逻辑能是由其状态和输出信号的变化

5、的规律呈现出来的。所以,分析过程主要是列出电路状态表或画出状态图、工作波形图。分析过程的主要表现形式:6.2.1分析同步时序逻辑电路的一般步骤:1.了解电路的组成：电路的输入、输出信号、触发器的类型等４.确定电路的逻辑功能.3.列出状态转换表或画出状态图和波形图；2.根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式：(１)输出方程；(２)各触发器的激励方程;（3）状态方程:将每个触发器的驱动方程代入其特性方程得状态方程.例1试分析如图所示时序电路的逻辑功能。6.2.2同步时序逻辑电路分析举例电路是由两个T触发器组成的同步时序电路。解：(1)了解电路组成。(2)根据电路

6、列出三个方程组激励方程组:T0=AT1=AQ0输出方程组:Y=AQ1Q0将激励方程组代入T触发器的特性方程得状态方程组(3)根据状态方程组和输出方程列出状态表Y=AQ1Q000/111/01111/010/01010/001/00101/000/000A=1A=0(4)画出状态图00/111/01111/010/01010/001/00101/000/000A=1A=000/111/01111/010/01010/001/00101/000/000A=1A=0(5)画出时序图(6)逻辑功能分析观察状态图和时序图可知，电路是一个由信号A控制的可控二进制计数器。当A

7、=0时停止计数，电路状态保持不变；当A=1时，在CP上升沿到来后电路状态值加1，一旦计数到11状态，Y输出1，且电路状态将在下一个CP上升沿回到00。输出信号Y的下降沿可用于触发进位操作。例2试分析如图所示时序电路的逻辑功能。电路是由两个JK触发器组成的莫尔型同步时序电路。解：1.了解电路组成。J2=K2=XQ1J1=K1=1Y=Q2Q12.写出下列各逻辑方程式：输出方程激励方程J2=K2=XQ1J1=K1=1将激励方程代入JK触发器的特性方程得状态方程整理得：FF2FF13.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图Y=Q2Q111100100X=1X=0状

8、态转换表10/100/1