《数字电子技术》课程教学资源（PPT讲义课件）第6章 时序逻辑电路

第6章时序逻辑电路 6.1时序逻辑电路的分析与设计方法 6.2计数器 63寄存器 6.4顺序脉冲发生器 退出

第6章 时序逻辑电路 6.1 时序逻辑电路的分析与设计方法 6.2 计数器 6.3 寄存器 6.4 顺序脉冲发生器 退出

61.1时序逻辑电路概述 61.2时序逻辑电路的分析方法 613时序逻辑电路的设计方法 退出

6.1 时序逻辑电路的 分析与设计方法 6.1.1 时序逻辑电路概述 退出 6.1.2 时序逻辑电路的分析方法 6.1.3 时序逻辑电路的设计方法

61.1时序逻辑电路概述 1、时序电路的特点 X 1 入 输出 组合电路 O 存储电路 时序电路在任何时刻的稳定输出,不仅与该时刻的 输入信号有关,而且还与电路原来的状态有关

6.1.1 时序逻辑电路概述 1、时序电路的特点 组合电路 存储电路 X1 Xp Y1 Ym Q1 Qt W1 … Wr … … … 输 入 输 出 时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的 输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关

2、时序电路逻辑功能的表示方法 时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态 图、时序图和逻辑图6种方式表示,这些表示方法在本质上是相 同的,可以互相转换 逻辑表达式有: 输出方程 =F(X12X2,…,X P 1,Q2 W=G、(X1,X2,…X2Q1,g2…,Q0) Q1=HA(W,W2,…,W;1,Q2…Q)k=12,…t 状态方程 激励方程

2、时序电路逻辑功能的表示方法 时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态 图、时序图和逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相 同的，可以互相转换。 逻辑表达式有：        = = = = = = + Q H W W W Q Q Q k t W G X X X Q Q Q j r Y F X X X Q Q Q i m n q n n k r n k n q n n j j p n q n n i i p ( , , , ; , , , ) 1,2, , ( , , , ; , , , ) 1,2, , ( , , , ; , , , ) 1,2, , 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2          输出方程 状态方程 激励方程

3、时序电路的分类 (1)根据时钟分类 同步时序电路中,各个触发器的时钟脉冲相同,即电路中有 个统一的时钟脉冲,每来一个时钟脉冲,电路的状态只改 变一次。 异步时序电路中,各个触发器的时钟脉冲不同,即电路中没 有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化,电路状态改变时, 电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后,是异步进行的。 2)根据输出分类 米利型时序电路的输出不仅与现态有关,而且还决定于电路 当前的输入。 穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态,与电路当前 的输入无关;或者根本就不存在独立设置的输出,而以电路 的状态直接作为输出

3、时序电路的分类 （1） 根据时钟分类 同步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲相同，即电路中有 一个统一的时钟脉冲，每来一个时钟脉冲，电路的状态只改 变一次。 异步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲不同，即电路中没 有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化，电路状态改变时， 电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。 （2）根据输出分类 米利型时序电路的输出不仅与现态有关，而且还决定于电路 当前的输入。 穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态，与电路当前 的输入无关；或者根本就不存在独立设置的输出，而以电路 的状态直接作为输出

612时序逻辑电路的分析方法 时序电路的分析步骤: ①时钟方程 电路图 驱动方程和 状态方程 输出方程 判断电路()状态图、(4 状态表或 计算 逻辑功能 时序图

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 1 2 3 5 6.1.2 时序逻辑电路的分析方法 时序电路的分析步骤： 计算 4

& FF FF FF 例 DC1 oDC1 DC1 1K IK IK CP 时钟方程:CP=CB=CP=C同步时序电路的时钟 方程可省去不 写输出方程:Y=Q"O2 输出仅与电路现态有关,为 穆尔型时序电路。 方 J2=Q1 K2=Q1 程 式驱动方程:= K1=Q0 0 0=Q2

Y Q1 Q1 Q2 Q2 1J C1 1K 1J C1 1K 1J C1 1K & Q0 Q0 F F0 FF1 FF2 CP CP2 = CP1 = CP0 = CP 例 n n Y = Q1 Q2      = = = = = = n n n n n n J Q K Q J Q K Q J Q K Q 0 2 0 2 1 0 1 0 2 1 2 1 时钟方程： 输出方程： 输出仅与电路现态有关，为 穆尔型时序电路。 同步时序电路的时钟 方程可省去不写。 驱动方程： 1 写 方 程 式

求状恋方程 J/K触发器的特性方程: T=Jo"+Ko 将各触发器的驱动方程代入,即得电路的状态方程 Q2+=J2+k2Q2=QQ"+g2=Q Q n+1 J2"+K,2=202+2o2r=Co Q0=J090+K09=Q2"Q+Q2Q=Q

2 求状态方程 JK触发器的特性方程： n n n Q = JQ + KQ +1 将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：      = + = + = = + = + = = + = + = + + + n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n Q J Q K Q Q Q Q Q Q Q J Q K Q Q Q Q Q Q Q J Q K Q Q Q Q Q Q 0 0 0 0 2 0 2 0 2 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 2

3)计算、列状恋表 现态 次态 输出 0r+=0o 02 2n"@ n+1 n2+ Y Q0 n+1 00001 Y=0 02 10 0000 n+ 000011 0000 Q1 n+1 n+1 1=0 0 0000 Y=0.0=0

现 态 次 态 输 出 n n n Q2 Q1 Q0 1 0 1 1 1 2 n+ n+ n+ Q Q Q Y 3 计算、列状态表 n n n n n n n n Y Q Q Q Q Q Q Q Q 1 2 2 1 0 0 1 1 1 1 2 =      = = = + + + 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 2 =  =      = = = = + + + Y Q Q Q n n n 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 2 =  =      = = = = + + + Y Q Q Q n n n 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 2 =  =      = = = = + + + Y Q Q Q n n n 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 2 =  =      = = = = + + + Y Q Q Q n n n 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 2 =  =      = = = = + + + Y Q Q Q n n n 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 2 =  =      = = = = + + + Y Q Q Q n n n 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 2 =  =      = = = = + + + Y Q Q Q n n n 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 2 =  =      = = = = + + + Y Q Q Q n n n

4)画状态图、时序图 排列顺序: /Y 222120 000→001→011 /0 /1↑ ↓/0 010 101 100←110←111 /0/0 (a)有效循环 (b)无效循环 状态图

4 画状态图、时序图 000→001→011 /1↑ ↓/0 100←110←111 /0 /0 /0 /0 (a) 有效循环 010 101 (b) 无效循环 /0 /1 排列顺序： /Y n n n Q2 Q1 Q0 状态图