数电第五章时序逻辑电路

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1、概述一、时序电路的特点1.逻辑功能特点任何时刻电路的输出，不仅和该时刻的输入信号有关，而且还取决于电路原来的状态。2.电路组成特点(1)与时间因素(CP)有关；(2)含有记忆性的元件(触发器)。组合逻辑电路存储电路…………x1…xiy1…yjw1wkq1ql输入输出1二、时序电路逻辑功能表示方法1.逻辑表达式(1)输出方程(3)状态方程(2)驱动方程2.状态表、卡诺图、状态图和时序图组合逻辑电路存储电路…………x1…xiy1…yjw1wkq1qlx1y1y2JKQ1Q2x21J1KC1CP2三、时序逻辑电路分类1.按逻辑功能划分：计数器、寄存器、读/写存储器、顺序脉冲发生器等。2.按时钟控制方

2、式划分：同步时序电路触发器共用一个时钟CP，要更新状态的触发器同时翻转。异步时序电路电路触发器没有共用一个CP。3.按输出信号的特性划分：Moore型Mealy型存储电路Y(tn)输出WQX(tn)输入组合电路CPY(tn)输出CPX(tn)输入存储电路组合电路组合电路345.1时序电路的基本分析和设计方法5.1.1时序电路的基本分析方法一、分析的一般步骤时序电路时钟方程驱动方程状态表状态图时序图CP触发沿特性方程输出方程状态方程计算5二、分析举例写方程式时钟方程输出方程(同步)驱动方程状态方程特性方程(Moore型)[例5.1.1][解]1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF

3、2CPY6计算，列状态转换表CPQ2Q1Q0Y0123450100010011011111111101010001011011画状态转换图000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效状态和有效循环010101/1/1无效状态和无效循环能否自启动?能自启动：存在无效状态，但没有形成循环。不能自启动：无效状态形成循环。方法17方法2利用卡诺图求状态图11001100Q2n+1Q2nQ1nQ0n010001111001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n010001111000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100011100Q2n+1Q1n+1Q0n+1Q1nQ0

4、nQ2n01000111100010111111010000101101000000010111111101000101018画时序图000001/1011/1111/1110/1100/1/0123456CPCP下降沿触发Q2Q1Q0000001011111110100000Y95.1.2时序电路的基本设计方法1.设计的一般步骤时序逻辑问题逻辑抽象状态转换图（表）状态化简最简状态转换图（表）电路方程式（输出方程、状态方程）根据状态方程、触发器特性方程，求出驱动方程选定触发器的类型逻辑电路图检查能否自启动102.设计举例按如下状态图设计时序电路。000/0/0/0/

5、0/0001010011100101/1[解]已给出最简状态图，若用同步方式：输出方程0001111001Y000001为方便，略去右上角标n。状态方程00011110011010100100011[例5.1.2]11选用JK触发器驱动方程约束项逻辑图CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&检查能否自启动：110111000能自启动/0/1(Moore型)121/1[例5.1.3]设计一个串行数据检测电路，要求输入3或3个以上数据1时输出为1，否则为0。[解]逻辑抽象，建立原始状态图S0—原始状态(0)S1—输入1个1S2—连续输入2个1S3—连续输入3

6、或3个以上1S0S1S2S3X—输入数据Y—输出入数据0/01/00/01/00/00/01/1状态化简S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/013状态分配、状态编码、状态图S0S1S20/01/00/01/00/01/1M=3，取n=2S0=00S1=01S2=110001110/01/00/01/00/01/1选触发器、写方程式选JK()触发器,同步方式输出方程Q1nQ0nX0100011110Y000001Q11Q21状态方程14驱动方程约束项&逻辑图CPX1Y1J1KC1FF0Q0(Mealy型)无效状态10000010000/01111111/1能自启动

7、Q11KC1FF1&1J15165.2计数器(Counter)5.2.1计数器的特点和分类一、计数器的功能及应用1.功能：对时钟脉冲CP计数。2.应用：分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、进行数字运算等。二、计数器的特点1.输入信号：计数脉冲CPMoore型2.主要组成单元：时钟触发器1717三、计数器的分类按数制分：二进制计数器十进制计数器N进制(任意进制)计数器按计数方式分：加法计数器减法计数