《数字电路与逻辑设计》课程教学课件（讲稿）第6章 时序逻辑电路

第六章时序逻辑电路

第六章 时序逻辑电路

主要内容概述6. 16. 2时序逻辑电路的分析方法6.3若干常用的时序逻辑电路6.4时序逻辑电路的设计方法

6.1 概述 6.2 时序逻辑电路的分析方法 6.3 若干常用的时序逻辑电路 6.4 时序逻辑电路的设计方法 主要内容

本章的重点：1.时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点以及逻辑功能的描述方法，2：时序逻辑电路的分析方法和设计方法3.常用的中规模集成时序逻辑电路器件的应用。本章的难点：本章难点是时序逻辑电路的分析方法和设计方法。时序逻辑电路的分析方法和设计方法既是本章的一个难点，文是一个重点。这些方法不仅适用于用中小规模器件设计时序逻辑电路，而且使用可编程逻辑器件设计时序逻辑电路所必须具备的基础知识

本章的重点： 1．时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点， 以及逻辑功能的描述方法； 2．时序逻辑电路的分析方法和设计方法； 3．常用的中规模集成时序逻辑电路器件的应用。 本章的难点： 本章难点是时序逻辑电路的分析方法和设计方法。时序 逻辑电路的分析方法和设计方法既是本章的一个难点，又是 一个重点。这些方法不仅适用于用中小规模器件设计时序逻 辑电路，而且使用可编程逻辑器件设计时序逻辑电路所必须 具备的基础知识

6.1概述1．定义任一时刻电路的稳定输出不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态，或者说，还与以前的输入有关。存储器输入2．电路组成输出信号XiVX2输入信号X;yj组合逻辑电路:Note:不是每一个时Z1q1序电路都有上述完整的格式，但存储电路qiZk存储器输出存储电路是不可缺少的

存储器输入 6.1 概 述 1. 定义 任一时刻电路的稳定输出不仅取决于当时的输入信号， 而且还取决于电路原来的状态，或者说，还与以前的输入有 关。 2. 电路组成 组合逻辑电路 存储电路 x1 x2 xi y1 y2 yj z1 zk q1 ql 输 入 信 号 输出 信号 存储器输出 Note: 不是每一个时 序电路都有上述 完整的格式，但 存储电路是不可 缺少的

3.时序电路的功能描述方法输出方程Y=F[X,O]Xyi..Xiyi组合逻辑电路i yi = fi(x,x2,L ,x,q1,q2,L ,q)y2 = f2(xi,x2,L ,x,91,92,L ,9)q1Z1M...存储电路y, = f(xi,X2,L ,X,,q1,q2,L ,q)Q现态q,Q：次态状态方程Q*=H,Q]驱动方程Z=G[X,]*= h(z1,22,L ,zi,91,92,L ,q1)iz =g(x,x2,L ,X,1,92,L ,q)i912Z,= g2(xi,X2,L ,X,91,92,L -qi)q2*= h2(z1,z2,L ,z),q1,q2,L ,q):M:M1zk =g1(X1,X2,L ,X,91,q2,L ,q)1q1 =h,(z1,Z2,L ,Z,,q1,q2,L ,q1)

3. 时序电路的功能描述方法 Q现态 Q* ：次态

4、时序电路的分类同步时序逻辑电路1）按电路中触发器的动作特点可分为：异步时序逻辑电路同步时序逻辑电路：存储电路里所有触发器由一个统一的时钟脉冲源控制异步时序逻辑电路：没有统一的时钟脉冲，触发器状态的变化有先有后米利型(Mealy)2）按输出信号的特点可分为：穆尔型(Moore)中米利型：输出信号与电路的状态和输入变量都有关。Y=F[X,Q]Y=F[Q]穆尔型：输出信号只取决于电路的状态（电路可能没有输入信号）

4、时序电路的分类 同步时序逻辑电路： 异步时序逻辑电路： 2）按输出信号的特点可分为： 米利型： 穆尔型： 同步时序逻辑电路 异步时序逻辑电路 存储电路里所有触发器由一个统一的时钟脉冲源控制 没有统一的时钟脉冲,触发器状态的变化有先有后 米利型（Mealy） 穆尔型（Moore） 输出信号与电路的状态和输入变量都有关。Y=F[X,Q] 输出信号只取决于电路的状态（电路可能没有输入信号）。 Y=F[Q] 1）按电路中触发器的动作特点可分为：

6.2 时序电路的分析方法6.2.1同步时序电路的分析方法分析：找出给定时序电路的逻辑功能，即找出在输入和CLK作用下，电路的次态和输出一般步骤：1从给定电路写出存储电路中每个触发器的驱动方程（输入的逻辑式），得到整个电路的驱动方程②将驱动方程代入触发器的特性方程，得到状态方程③从给定电路写出输出方程

6.2.1 同步时序电路的分析方法 分析：找出给定时序电路的逻辑功能，即找出在 输入和CLK作用下，电路的次态和输出。 一般步骤： ①从给定电路写出存储电路中每个触发器的驱动方程 （输入的逻辑式），得到整个电路的驱动方程。 ②将驱动方程代入触发器的特性方程，得到状态方程。 ③从给定电路写出输出方程。 6.2 时序电路的分析方法

例:Q9Q2Q1D1门1TQQ2C1C1Q20Q911K1K1KQ,FF2FF1FF303CLK1.．写各触发器的驱动方程2.．求状态方程：K, =1将触发器的驱动方程代入i J, =(Q,Q)gJK触发器的特征方程1J,=Q，K, =(Q2g)Q* = JQ'+K'Q1J, =QQ2,K, =Q219 *=(Q2Q.)XQg1Q,*=QQ4+Q以如23.写输出方程：Y = Q,Q310,* =90,0g+ 00;

例： 1. 写各触发器的驱动方程： Q2 Q3 Q1 Q1 ’ Q3 ’ Q2 Q1 Q2 2. 求状态方程： 将触发器的驱动方程代入 JK触发器的特征方程 3. 写输出方程：

6.2.2时序电路的状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图一、状态转换表状态转移表也称状态迁移表或状态表，是用列表的方式来描述时序逻辑电路输出Y、次态Q*和外部输入X现态Q之间的逻辑关系。次态现态QYXQ输出Q输入X"/YQ

6.2.2 时序电路的状态转换表、状态转换图、 状态机流程图和时序图 一、状态转换表 状态转移表也称状态迁移表或状态表，是用列表的 方式来描述时序逻辑电路输出Y、次态Q*和外部输入X、 现态Q之间的逻辑关系。 次态 现态 /输出 输入 Q X Q * /Y X Q Q * Y

YQ1CLK03Q2Y03**Q1*Q1*Q2Q2Q3000000000001Q西0012011060111Q2*3Qtgp111001*420.g+0koY110005001110016@,Q101二61110110007061010111101C0100

Q 3 Q 2 Q 1 Q 3 * Q 2 * Q 1 * Y 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 00 0 00 0 0 00000011 CLK Q 3 Q 2 Q 1 Y 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 1 0 0 3 0 1 1 0 4 1 0 0 0 5 1 0 1 0 6 1 1 0 1 7 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0