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相互转换。3、熟练掌握时序逻辑电路的设计方法4、了解时序可编程逻辑器件1概述逻辑电路可分为两大类：1、组合电路：2、时序电路：由若干逻辑门组成，电路不具记忆能力。电路的输出仅仅与当时的输入有关。存储电路，因而具有记忆能力。电路的输出不仅与当时的输入有关，而且还与电路原来的状态有关。时序逻辑电路是数字逻辑电路的重要组成部分。延迟元件或触发器26.1时序逻辑电路的基本概念6.1.1时序逻辑电路的结构组合电路存储电路Z1ZjY1YrQ1QrX1Xi

2、输入信号输出信号存储电路的输入输出状态逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。3逻辑关系方程：X(X1，…Xi)Q(Q1，…Qr)Y(Y1，…Yr)Z(Z1，…Zj)Z＝F1(X，Qn)输出方程Y＝F2(X，Qn)驱动方程（激励方程）Qn+1＝F3(Y，Qn)状态方程各信号之间的逻辑关系方程组：46.1.2时序逻辑电路的分类1、从控制时序状态的脉冲源来分：时序电路同步：异步：存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源没有统一的时钟脉冲52、从输出信号的特点分：同步时序电路穆尔型Moore（莫尔型）：米利型Me

3、aly（米里型）：Z=F1[X,Qn]Z=F1[Qn]米利型电路穆尔型电路66.1.3时序电路的四种描述方法Z＝F1(X，Qn)输出方程Y＝F2(X，Qn)驱动方程（激励方程）Qn+1＝F3(Y，Qn)状态方程1.逻辑方程式时序电路功能的四种描述方法：逻辑方程式、状态转换表、状态图和时序图。72、状态转换表现态次态／输出X=0X=10000/001/00101/010/01010/011/11111/000/03.状态图000110111/11/01/0X/Y1/00/00/00/00/084、时序图000100010111000011

4、11000111010100能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时间上的对应关系。四种描述方式是可以相互转换的。96.2同步时序逻辑电路的分析6.2.1分析时序逻辑电路的一般步骤:1.确定电路的输入、输出信号、触发器的类型等6.综合分析，用文字描述电路的逻辑功能;2.根据时序逻辑电路写出各触发器的驱动方程3.将每个触发器的驱动方程代入其特性方程中，得出其状态方程;4.写出时序电路的输出方程;5.列出状态转换表或画出状态图和波形图。10电路图时钟方程、驱动方程和输出方程状态方程状态图、状态表或时序图判断电路逻辑功能1235时序电

5、路的分析步骤：计算4116.2.2同步时序逻辑电路的分析举例例1试分析图6.2.4所示时序电路的逻辑功能。（P255)Y与输入X无关，电路是莫尔型同步时序电路。解：1.了解电路组成。（穆尔型电路）输入信号输出信号＞1JC11K＞1JC11KJ2=K2=XQ1nJ1=K1=13.求出电路状态方程。Y=Q2nQ1n2.写出各触发器的驱动方程和输出方程。124.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图。X=0X=10001/011/00110/000/01011/001/01100/110/1计算得状态转换表13电路状态图X=0X=1000

6、1/011/00110/000/01011/001/01100/110/11/01/01/1001101101/014画出波形图X=0X=10001/011/00110/000/01011/001/01100/110/1波形图可以根据状态转换表、状态转换图或方程画出。155.确定逻辑功能X=0时，电路进行加1计数。功能：可逆计数器X=1时，电路进行减1计数。Y可理解为进位或借位端的触发脉冲。加法计数时可利用Y信号的下降沿触发进位操作；减法计数时可利用Y信号的上升沿触发借位操作。16【例2】分析图示同步时序逻辑电路的逻辑功能。①求激励方程

7、和输出方程：解：②求状态方程:D2=Q1,D1=Q0,D0=Q1+Q0=Q1Q0Z2=Q2,Z1=Q1,Z0=Q0Q2Q1Q0P257例6.2.3（穆尔型电路）17③列状态表，画状态转换图状态转换表状态转换图18④画波形图⑤逻辑功能分析由以上分析可见，该电路在CP脉冲作用下，把宽度为T的脉冲以三次分配给Q0、Q1和Q2各端，因此该电路是一个脉冲分配器（节拍脉冲产生器）。由状态图和波形图可以看出，该电路每经过三个时钟周期循环一次，并且该电路有自启动能力123456CPQ0Q1Q27891019分析下图所示同步时序逻辑电路，试画出在CP时钟

8、脉冲信号作用下，电路L1~L4的波形图，并确定电路逻辑功能。（设各触发器初态均为0）＞1JC11K解：1.了解电路组成。输入信号输出信号＞1JC11K＞1JC11K2.写出各触发器的驱动方程。输出与输入无关