时序逻辑电路课件.ppt

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1、第六章时序逻辑电路本章内容6.1概述6.2时序逻辑电路的分析方法6.3常用的时序电路分析6.3.1寄存器和移位寄存器6.3.2计数器6.3.2.1同步计数器6.3.2.2异步计数器6.3.2.3移位寄存器型计数器6.3.3顺序脉冲发生器6.4时序逻辑电路的设计方法6.5时序逻辑电路的自启动设计1第六章　时序逻辑电路—6.1概述时序逻辑电路：任一时刻的输出信号不但取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来所处的状态。一、时序逻辑电路的结构特点：X(x1，x2，…，xi)——输入信号Y(y1，y2，…，yj)——输出信号Z(z1，z2，…，zk)——存储电路的输入信

2、号Q(q1，q2，…，qL)——存储电路的输出信号1.时序电路包含组合电路和存储电路两个组成部分，而存储电路必不可少。2.存储电路的输出状态必须反馈到输入端，与输入信号一起共同决定组合电路的输出。向量X向量Q向量Z向量Y2Y(tn)=F[X(tn)，Q(tn)]——输出方程Q(tn+1)=G[Z(tn)，Q(tn)]——状态方程（对与独立的一个RS、JK、D触发器称为特征方程）Z(tn)=H[X(tn)，Q(tn)]——驱动方程（激励方程）tn，tn+1表示相邻的两个离散时间；q1，q2，…,qL为状态变量，代表存储器的输出状态，Q为状态向量二、按照存储单元状态

3、变化的特点，时序电路可以分成同步时序电路和异步时序电路两大类。在同步时序电路中，所有触发器的状态变化都是在同一时钟信号作用下同时发生的。而在异步时序电路中，各触发器状态的变化不是同时发生，而是有先有后。异步时序电路根据电路的输入是脉冲信号还是电平信号，又可分为：脉冲异步时序电路和电平异步时序电路。第六章　时序逻辑电路—6.1概述3三、按照输出信号的特点，时序电路可分为米里型和摩尔型两种。米里型型电路的输出状态不仅与存储电路有关，而且与输入也有关，其输出函数Y为：Y(tn)=F[X(tn)，Q(tn)]摩尔型型电路的输出状态仅与存储电路的状态有关而与输入无关，其输

4、出函数Y为：Y(tn)=F[Q(tn)]时序电路的典型电路有：寄存器，移位寄存器，计数器等，其分析方法比组合电路更复杂些，要引进一些新方法。第六章　时序逻辑电路—6.1概述4只要能写出给定逻辑电路的输出方程，状态方程，驱动方程，就能表示其逻辑功能，可据此求出在任意给定输入变量和电路现状态下电路的次态和输出。一般步骤：1.从给定的逻辑图中，写出每个触发器的驱动方程，时钟方程和电路的输出方程。2.求电路的状态方程。把驱动方程代入相应触发器的特性方程，可求出每个触发器的次态方程。即电路的状态方程，并标出时钟条件3.列出完整的状态转换真值表（包括检查电路能否自启动）。画

5、出状态转换图或时序图。依次假设初态，代入电路的状态方程，输出方程，求出次态。（对n个触发器来说，应包括2n个状态）及输出，列出完整的状态转换真值表，简称状态转换表。4.确定时序电路的逻辑功能。第六章　时序逻辑电路—6.2分析方法5例:做出下图时序逻辑电路的状态转换表,状态转换图和时序图。J1=Q2nQ3n，K1=1J2=Q1n，K2=Q1nQ3nJ3=Q1nQ2n，K3=Q2n①根据图可写出电路的驱动方程：第六章　时序逻辑电路—6.2分析方法6②将驱动方程代入JK触发器的特征方程Qn+1=JQn+KQn中，得状态方程为：Q1n+1=Q2Q3Q1Q2n+1=Q1Q

6、2+Q1Q3Q2Q3n+1=Q1Q2Q3+Q2Q3③写出输出方程为：Y=Q2Q3()在一系列时钟信号操作下电路状态转换的全部过程找出来,则电路的逻辑功能便可一目了然。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，即可算得电路次态和输出值：以得到的次态作为新的初态，和这时的输入变量取值一起，再代入状态方程和输出方程进行计算，又可得到一组新的次态和输出值。如此继续，将结果列为真值表形式，便得到状态转换表。第六章　时序逻辑电路—6.2分析方法7Q1n+1=0•0•0=1•1=1Q2n+1=0•0+0•0•0=0Q3n+1=0•0•0+0•0=

7、0Y=0•0=0例题中电路无输入变量，次态和输出只取决于电路的初态，设初态为Q3Q2Q1=000，代入其状态方程及输出方程，得：又以100为初态，代入得Q1n+1=0•0•1=0Q2n+1=1•0+1•0•0=1Q3n+1=1•0•0+0•0=0再以010为初态，代入得如此继续，依次得到100，101，110，000，又返回最初设定的初态，列出其状态转换表。Q1n+1=1•0•0=0•0=1Q2n+1=0•1+0•0•1=1Q3n+1=0•1•0+1•0=08每经过七个时钟触发脉冲以后输出端Y从高电平跳变为低电平，且电路的状态循环一次。所以此电路具有对时钟信号进

8、行计数的功能，且计数容量