同步时序逻辑电路.ppt

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1、第四章同步时序逻辑电路内容：同步时序逻辑电路概述触发器同步时序逻辑电路的分析同步时序逻辑电路的设计第一节同步时序逻辑电路概述一、时序逻辑电路1.组合逻辑电路某一时刻(tk)的输出（Zi）仅与该时刻的输入（x1,x2,……，xn）有关，而与以前各时刻（t

2、输出函数Zi=fi（x1，…，xn，y1，…，yu）控制函数Yi=gi（x1，…，xn，y1，…，yu）②现态（Qn）：tk时刻存储元件的状态输出y1(tk),…,yu(tk)。次态（Qn+1）：当前时刻输入x1,…,xn及现态y1(tk),…,yu(tk)共同作用下存储元件输出的新的状态。按其输入与输出的关系分为③分类Mealy型Moore型Mealy型：输出Z不仅与该时刻的输入（x1,…，xn）有关，而且与现态（y1,…，yu）有关。Zi=fi（x1，…，xn，y1，…，yu）Moore型：输出Z只与现态（y1,…，y

3、u）有关，而与该时刻的输入无关；或根本没有输出，就以线路的状态作为输出。Zi=fi（y1,…，yu）按其工作方式分为同步时序异步时序同步时序电路：记忆电路状态的变化由一个统一的时钟脉冲同步，仅在时钟脉冲的特定时刻（上升沿或下降沿）才更新记忆电路的状态。异步时序电路：没有统一的时钟信号，各记忆元件也不受统一时钟的控制。二、同步时序逻辑电路的描述1.输出方程：由输出函数（输出与输入、内部输入的关系）组成的方程。2.激励方程：由控制函数（内部输出与输入、内部输入的关系）组成的方程。3.状态方程：由下一个状态函数（内部输入次态与输

4、入、内部输入现态的关系）组成的方程。4.状态表：表示现态、输入与次态、输出之间的关系。现态次态/输出x=0x=1y=00/10/0y=11/11/05.状态图：用圆圈表示状态，圆圈内文字或数字注明状态的标志，圆圈之间用箭头连接，表示状态的转换，箭头尾端圆圈内标明现态，头端为次态，箭上注明发生转移的输入条件、输出结果。6.时间图（波形图）：用横轴表示时间，纵轴表示某一值在该时刻的状态。第二节触发器触发器属于时序逻辑电路的记忆部件，具有“0”状态和“1”状态两个稳定状态，用来存储0或1。分类按功能分R-S型D型T型J-K型按触

5、发方式分电位触发主从触发边沿触发触发器的描述方法：电路图、真值表（功能图）、特性方程（状态方程）、次态卡诺图、时间图、状态图。一、R-S触发器1.基本R-S触发器逻辑图≥1≥1。。••QQRS逻辑符号RSQQ。。状态表现态Qn次态Qn+1RS=00RS=01RS=11RS=100101d011d0次态卡诺图01d011d000011110RSQ01状态方程Qn+1=S+RQnSR=0（约束方程）触发器特点：1.Qn+1不仅与输入信号有关，而且于Qn有关；2.电路具有0、1两个状态，且保持稳定；3.稳定状态下两输出端状态Q与

6、Q必互为相反。2.时钟控制R-S触发器&。&。&。&。•••CPSRQQRScp。QQ1432特点：1.时钟信号决定触发器状态转换的时刻；2.输入信号决定触发器转换后的状态；3.CP=0时，状态稳定不变，CP=1时，触发器状态随RS的状态翻转：R为复位端，S为置位端，且R、S不能同时为1。2.主从R-S触发器&。&。&。&。&。&。&。&。1。•••cpQQSR从触发器主触发器QM12345678二、D触发器1.电位型D触发器•&。&。&。&。QQDcp•••2.维持阻塞型D触发器&。&。&。&。&。&。QQDcp••••

7、••SDRD1432650特点：1.只有cp上升沿到来时才会改变触发器的状态；2.cp=1期间，由于维持阻塞的作用，使D信号无效，有效避免了“空翻”现象；3.可作数据保存电路，即D锁存器。三、JK触发器&。&。&。&。•••CPJKQQ••1432四、T触发器将JK触发器的J、K端相连（T=J=K），即为T触发器功能表TQn+10Qn1Qn状态表现态QnQn+101001110特征方程Qn+1=T⊕Qn同步时序逻辑电路设计举例例1.设计一个序列检测器,用来检测串行二进制序列,每当连续输入三个(或三个以上)1时,序列检测器输

8、出为1,否则输出0.作原始状态图ABCD0/00/00/00/01/11/11/01/0作原始状态表现态次态/输出X=0X=1AA/0B/0BA/0C/0CA/0D/1DA/0D/1化简：（观察法）现态次态/输出X=0X=1S0S0/0S1/0S1S0/0S2/0S2S0/0S2/1状态编码y2y1y2