v第6章时序逻辑电路

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1、第6章时序逻辑电路一、主要内容：1、时序电路的功能特点、电路组成特点和功能描述方法；2、时序电路分析：寄存器、移位寄存器、同步计数器和异步计数器3、时序电路设计：（1）采用小规模集成器件设计（2）采用中规模集成器件设计二、重点1、时序电路的特点和一般分析方法2、采用中规模集成器件实现任意模值计数（分频）器。三、目的与要求1、掌握时序电路的功能特点、电路组成特点和功能描述方法。2、掌握时序电路中寄存器、移位寄存器、同步计数器、异步计数器的功能特点和一般分析方法。3、掌握采用中规模集成器件设计任意模值计数（分频）器。

2、时序逻辑电路:任何时刻的输出不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原先的工作状态，即与以前的输入信号及输出也有关系。6.1时序逻辑电路概述1TC1CPQ&X&Z图6-1-1简单时序电路分析图6-1-1所示时序电路。T'由T触发器的状态方程和电路的输出方程，可以画出电路的工作波形图。CPXQZQZ(a)(b)(c)(d)图6-1-2图6-1-1所示电路工作波形时序逻辑电路的结构特点：1、包含组合逻辑电路和存储电路两部分。2、组合电路至少有一个输出反馈到存储电路的输入端，存储电路的状态至少有一个作为组合电路的输入

3、，与其他输入共同决定电路的输出。存储电路组合逻辑电路Z(z1,z2,···zj)W(w1,w2,···wk)Y(y1,y2,···yl)X(x1,x2,···xi)Z(tn)＝F［X(tn),Y(tn)］输出函数W(tn)＝G［X(tn),Y(tn)］存储电路的激励函数Y(tn+1)＝H［W(tn),Y(tn)］存储电路的状态方程图6-1-3时序电路方框图时序电路可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。同步时序逻辑电路：存储电路的状态变更是由时钟脉冲同步更新的。异步时序逻辑电路：存储电路的状态变更不是同时发生的

4、。6.2时序逻辑电路的分析6.2.1时序逻辑电路的分析步骤6.2.2寄存器、移位寄存器6.2.3同步计数器6.2.4异步计数器6.2.1时序逻辑电路的分析步骤1.根据给定的时序逻辑电路，写出存储电路（如触发器）的驱动方程（输入信号的逻辑表达式）。2.写出存储电路的状态转移方程，并根据输出电路，写出输出函数表达式。3.由状态转移方程和输出函数表达式，列出状态转移表，或画出状态转移图。4.画工作波形图（时序图）。5.归纳时序逻辑电路的逻辑功能。1J1K1Q1Q1C1&1J1K2Q2Q2C1&1J1K3Q3Q3C1&&

5、&图6-2-1例6-1逻辑图CPZ例6-1分析如图6-2-1所示的同步时序逻辑电路。解(1)写出各级触发器的驱动方程（激励函数）(2)根据驱动方程和触发器特征方程，写出各级触发器的状态转移方程；写出输出表达式。状态转移方程：输出方程：各触发器在驱动方程和时钟的驱动下的状态转移情况，就是电路的状态转移情况，分析时序电路的逻辑功能，就是要从电路的状态转移情况中找出变化的规律，进行归纳和总结。(3)列写状态转移表，画出状态转移图001011010000101110111100/0/1/0/0/0/1/0/0Q3Q2Q1

6、/Z图6-2-2例6-1电路状态转移图00011001100111偏离状态100010150101110401100103001001120011001100010000Z序号表6-2-1例6-1状态转移表(4)画工作波形图(5)功能归纳每经过６个脉冲，电路状态循环一次，且输出一个高电平。该时序逻辑电路是6分频器。Q3ZCP图6-2-3例6-1工作波形Q2Q100000001001100101010110100001D4Q4C11DQQC1D1存数指令图6-2-41位数寄存单元D4图6-2-54位数码寄存器1D1

7、Q1C1D11D2Q2C1D21D3Q3C1D3CP１．数码寄存器数码寄存器是能够存放二进制数码的电路。由于触发器具有记忆功能，因此可以作为数码寄存器电路。图6-2-4和图6-2-5分别为由D触发器构成的1位和4位数码寄存器。6.2.2寄存器、移位寄存器图6-2-6左移移位寄存器1D4Q4C11D3Q3C11D2Q2C11D1Q1C1vI移存脉冲CP２．移位寄存器具有移位（左移、右移、双向）功能的寄存器。在移存脉冲的作用下，第i-1级触发器的状态存入到第i级触发器，实现了数码向左逐位移存。1D4C1&&≥11D3

8、C1&&≥11D2C1&&≥11D1Q4Q3Q2Q1C1&&≥11移存脉冲CP右移输入A控制M左移输入B图6-2-7双向移位寄存器M=0：左移；M=1：右移1D4Q4C1图6-2-8五单位信息串－并行转换逻辑图1D1Q1C11D2Q2C11D3Q3C11D5Q5C1&&&&&D5D4D3D2D1移存脉冲CP串行输入并行输出指令(1)实现数码串－并行转换a.串行转换成并行所