时序逻辑电路概述ppt课件.ppt

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1、第5章时序逻辑电路5.1时序逻辑电路概述5.2时序逻辑电路的分析5.3计数器5.4寄存器本章小结5.1时序逻辑电路概述图5-1时序逻辑电路方框图时序逻辑电路按其触发器翻转的次序可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。在同步时序逻辑电路中，所有触发器的时钟端均连在一起由同一个时钟脉冲触发，使之状态的变化都与输入时钟脉冲同步。在异步时序逻辑电路中，只有部分触发器的时钟端与输入时钟脉冲相连而被触发，而其它触发器则靠时序电路内部产生的脉冲触发，故其状态变化不同步。时序逻辑电路的基本功能电路是计数器和寄存器。

2、讨论时序逻辑电路主要是根据逻辑图得出电路的状态转换规律，从而掌握其逻辑功能。时序逻辑电路的输出状态可通过状态表、状态图及时序图来表示。5.2时序逻辑电路的分析5.2.1简单时序逻辑电路及分析1.电路结构图5-2简单时序逻辑电路2.原理分析表5-1图5-2的状态表所谓状态表是在CP脉冲触发下，时序电路输出状态（Q2Q1Q0）的转换过程表。由状态表可看出此电路的输出状态Q2Q1Q0在CP脉冲触发下由初始000状态依次递增到111状态，其递增规律为每输入一个CP脉冲，电路输出状态Q2Q1Q0按二进制运算规

3、律加1。所以此电路是一个3位二进制加法计数器，并且是异步工作的。图5-3图5-2的状态图图5-4图5-2的时序图5.2.2时序逻辑电路的分析方法1.时序逻辑电路的分析步骤采用方程推导法分析时序逻辑电路一般采用如下步骤：1)确定电路时钟脉冲触发方式我们知道，时序电路可分为同步和异步电路。同步时序电路中各触发器的时钟端均与总时钟相连，即CP1=CP2=…=CP，这样在分析电路时每一个触发器所受的时钟控制是相同的，可总体考虑。而异步时序电路中各触发器的时钟端可能是不相同的，故在分析电路时必须分别考虑，

4、以确定各触发器的翻转条件。2)写驱动方程驱动方程即为各触发器输入信号的逻辑表达式，它们决定着触发器次态的去向。驱动方程必须根据逻辑图的连线得出。3)确定状态方程状态方程也称为次态方程，它表示了触发器次态与现态之间的关系。它是将各触发器驱动方程代入特性方程而得到的。4)写输出方程若电路有外部输出，如计数器进位输出等，则写出这些输出的逻辑表达式，即输出方程。5)列状态表状态表即状态转换真值表，它是将电路所有现态依次列举出来，再分别代入状态方程中求出相应的次态并列成表。通过状态表即可分析出电路的转换

5、规律。6)状态图和时序图状态图和时序图分别是描述时序电路逻辑功能的另外两种方法。状态图是将状态表变成了图形的形式，而时序图即为电路的波形图。为了分析结果直观，可采用这两种表示方法。2.时序逻辑电路分析举例例5-1时序逻辑电路如图5-5所示，试分析它的逻辑功能。图5-5例5-1的逻辑电路解(1)确定电路时钟脉冲触发方式。由电路可知，该电路由3个JK触发器构成。总CP脉冲分别与每个触发器的时钟脉冲端相连，CP1=CP2=CP3=CP，因此电路是一个同步时序逻辑电路。(2)写驱动方程：(3)列状态方

6、程。将上述驱动方程代入JK触发器的特性方程中，得到电路的状态方程为(4)列状态表。列状态表是分析过程的关键，其方法是先依次设定电路现态，再将其代入状态方程及输出方程，得出相应次态及输出C，列出状态表见表5-2。在列表时可首先假定电路的现态为000，代入状态方程，得出电路的次态为001，再以001作为现态求出下一个次态010。如此反复进行，即可列出所分析电路的状态表。表5-2例5-1的状态表(5)画状态图。图5-6例5-1的状态图图5-7例5-1的时序图(6)画时序图。设电路的初始状态为000，

7、根据状态表和状态图，可画出时序图，如图5-7所示。(7)分析逻辑功能。由状态表、状态图、时序图均可看出，此电路有8个有效工作状态，在时钟脉冲CP的作用下，由初始000状态依次递增到111状态，其递增规律为每输入一个CP脉冲，电路输出状态按二进制运算规律加1。所以此电路是一个3位二进制同步加法计数器。例5-2时序逻辑电路如图5-8所示，试分析它的逻辑功能。解(1)确定电路时钟脉冲触发方式此电路由3个D触发器组成，其中FF0和FF2的时钟端与总时钟脉冲相连，而FF1的时钟端是独立的，所以此电路是异步时序

8、电路。得图5-8例5-2的逻辑电路(2)写驱动方程：(3)列状态方程：(4)写出输出方程：(5)列状态表。表5-3例5-2的状态表(6)画出状态图和时序图。图5-9例5-2的状态图图5-10例5-2的时序图(7)分析逻辑功能。由状态表、状态图、时序图可分别看出，在时钟脉冲CP的作用下，电路状态由000到100反复循环，同时输出端C配合输出进位信号，所以此电路为五进制异步计数器。分析中发现还有101、110、111三个状态不在有效循环状态之