《数字逻辑电路》课程电子教案（PPT课件讲稿）第六章 时序逻辑电路

第六章时序逻舞电路 6.1时序逻辑电路的基本概念 时序逻辑电路的结构及特点 时序逻辑电路一任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入 信号,还与电路的原状态有关。 时序电路的特点:(1)含有具有记忆元件(最常用的是触发 器)。 (2)具有反馈通道。 输入Ⅺ 21输出 信号 组合电路 2信号 触发器 触发器 触发器 输出信号 电路 输入信号 CP 图6.1.1时序逻辑电路框图

第六章 时序逻辑电路 6.1 时序逻辑电路的基本概念 一、 时序逻辑电路的结构及特点 时序逻辑电路——任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入 信号，还与电路的原状态有关。 时序电路的特点：（1）含有具有记忆元件（最常用的是触发 器）。 （2）具有反馈通道。 组合电路 触发器 电路 X1 Xi Z1 Zj Q1 Qm D1 Dm … … … … 输入 信号 信号 输出 触发器 触发器 输出信号 输入信号 CP 图6.1.1 时序逻辑电路框图

6.2时序逻辑电路的一般分析方法 、分析时序逻辑电路的一般步骤 1.由逻辑图写出下列各逻辑方程式: (1)各触发器的时钟方程。 (2)时序电路的输出方程。 (3)各触发器的驱动方程。 2.将驱动方程代入相应触发器的特性方程,求得时序逻辑电路 的状态方程。 3.根据状态方程和输出方程,列出该时序电路的状态表,画出 状态图或时序图。 4.根据电路的状态表或状态图说明给定时序逻辑电路的逻辑功 能

一、分析时序逻辑电路的一般步骤 1．由逻辑图写出下列各逻辑方程式： （1）各触发器的时钟方程。 （2）时序电路的输出方程。 （3）各触发器的驱动方程。 2．将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求得时序逻辑电路 的状态方程。 3．根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态表，画出 状态图或时序图。 4．根据电路的状态表或状态图说明给定时序逻辑电路的逻辑功 能。 6.2 时序逻辑电路的一般分析方法

同步时序逻辑电路的分析举例 例6.2.1:试分析图6.22所示的时序逻辑电路。 FF FF 1J 1J X 「1K1 IKFl CP 解:该电路为同步时序逻辑电路,时钟方程可以不写。 (1)写出输出方程:z=(X⊕Q")·g (2)写出驱动方程 0=Xoom K=1 J1=X④Q K1=1

二、同步时序逻辑电路的分析举例 例6.2.1：试分析图6.2.2所示的时序逻辑电路。 解：该电路为同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。 （1）写出输出方程： 1J 1K C1 ┌ ┌ 1J 1K C1 ┌ ┌ Q1 Q0 CP X Z = 1 = 1 = 1 & F F1 F F0 1 1 n n Z X Q1 Q0 = (  ) n J 0 = X Q1 K0 =1 n J1 = X  Q0 K1 =1 （2）写出驱动方程：

(3)写出JK触发器的特性方程,然后将各驱动方程代入JK触发器的 特性方程,得各触发器的次态方程: 0=J0Q0+K0Q0=(X1)Q0 Qm=J1Q1"+K1g=(XQ)·Q (4)作状态转换表及状态图 n+1 ①当X=0时:触发器的次态方程简化为: Q Qit=22i 输出方程简化为:Z=C"g 由此作出状态表及状态图。 0.0 表6.2.10时的状态表 现态 次态 输出 00a) g g0 g* g 0 01 001 10 Z001 6.2.3X=0时的状态图 00

（3）写出JK触发器的特性方程，然后将各驱动方程代入JK触发器的 特性方程，得各触发器的次态方程： （4）作状态转换表及状态图 ①当X=0时：触发器的次态方程简化为： 输出方程简化为： 由此作出状态表及状态图。 Q1 Q0 00 01 10 /0 /0 /1 6.2.3 X=0时的状态图 n n n n n Q J 0 Q0 K0 Q0 X Q1 Q0 1 0 = + = (  ) + n n n n n Q J1 Q1 K1 Q1 X Q0 Q1 1 1 = + = (  ) + n n n Q Q1 Q0 1 0 = + n n n Q Q0 Q1 1 1 = + n n Z = Q1 Q0

①当X=1时:触发器的次态方程简化为: Q n+1 =2100 01=0 CT 输出方程简化为: Q19 Z=OO 00)-(10)(01 由此作出状态表及状态图。 /0 表6.221时的状态表 现态 次态 输出 6.2.4X=1时的状态图 gi go 2 *+g 0/0 10 01 0 1/0 00 0 1/0 0/0 将X=0与X=1的状态图合并 0 10 起来得完整的状态图

①当X=1时：触发器的次态方程简化为： 输出方程简化为： 由此作出状态表及状态图。 将X=0与X=1的状态图合并 起来得完整的状态图。 00 01 10 0/0 0/0 0/1 1/1 1/0 1/0 Q1 Q0 00 10 01 /1 /0 /0 6.2.4 X=1时的状态图 n n n Q Q1 Q0 1 0 = + n n n Q Q0 Q1 1 1 = + n n Z = Q1 Q0

(5)画时序波形图。 0/0 00 根据状态表或状态图, 1/0 可画出在CP脉冲作用下电路的时序图。 1/0 0/1 0/0 cp凵「「L X

根据状态表或状态图， 可画出在CP脉冲作用下电路的时序图。 （5）画时序波形图。 00 01 10 0/0 0/0 0/1 1/1 1/0 1/0 Q1 Q0 X CP Z

(6)逻辑功能分析: 0/0 该电路一共有3个状态00、01、10。(00 1/0 01 当X=0时,按照加1规律 1/0 从00→01→10→00循环变化, 0/1 并每当转换为10状态(最大数)时, 10)∠ 输出z=1。 图6.2.5例6.2.1完整的状态图 当X=1时,按照减1规律从10→01→00-→10循环变化, 并每当转换为00状态(最小数)时,输出Z=1 所以该电路是一个可控的3进制计数器

（6）逻辑功能分析： 当X=1时，按照减1规律从10→01→00→10循环变化， 并每当转换为00状态（最小数）时，输出Z=1。 该电路一共有3个状态00、01、10。 当X=0时，按照加1规律 从00→01→10→00循环变化， 并每当转换为10状态（最大数）时， 输出Z=1。 所以该电路是一个可控的3进制计数器。 00 01 10 0/0 0/0 0/1 1/1 1/0 1/0 图6.2.5 例6.2.1完整的状态图

、异步时序逻辑电路的分析举例 例6,2.2:试分析图6.,27所示的时序逻辑电路 z-Q FF FF CP ID ID 该电路为异步时序逻辑电路。具体分析如下 (1)写出各逻辑方程式。 ①时钟方程: CPo=CP(时钟脉冲源的上升沿触发。) CP1=Q0(当FF的Q由0→1时,Q1才可能改变状态。)

CP1=Q0 （当FF0的Q0由0→1时，Q1才可能改变状态。） 三、异步时序逻辑电路的分析举例 例6.2.2：试分析图6.2.7所示的时序逻辑电路 该电路为异步时序逻辑电路。具体分析如下： （1）写出各逻辑方程式。 ①时钟方程： CP0=CP （时钟脉冲源的上升沿触发。）

②输出方程: z=∶Q ③各触发器的驱动方程: D=go B=g (2)将各驱动方程代入D触发器的特性方程,得各触发器的次态方程: Q=D=9(CP由01时此式有效) O +1 D1=Q1 (Q由01时此式有效) (3)作状态转换表。 表623例622电路的状态转换表 现态 欠态 输出 时钟脉冲 A 9 CP Z1000 0 01 0

②输出方程： ③各触发器的驱动方程： （3）作状态转换表。 （2）将各驱动方程代入D触发器的特性方程，得各触发器的次态方程： 1 1 1 1 n n Q = D = Q + n n Q D0 Q0 1 0 = = + （CP由0→1时此式有效） （Q0由0→1时此式有效）

(4)作状态转换图、时序图。 0, g CP /1 0z /0 (5)逻辑功能分析 由状态图可知:该电路一共有4个状态00、01、10、11,在时 钟脉冲作用下,按照减1规律循环变化,所以是一个4进制减 法计数器,Z是借位信号

（4）作状态转换图、时序图。 （5）逻辑功能分析 由状态图可知：该电路一共有4个状态00、01、10、11，在时 钟脉冲作用下，按照减1规律循环变化，所以是一个4进制减 法计数器，Z是借位信号。 Q /0 /0 /1 10 1 00 11 Q0 /0 01 Z Q1 CP Q0