吉林大学：《数字逻辑电路》课程电子教案（PPT课件）第四章 同步时序逻辑电路

第四章同步时序 逻辑电路

第四章 同步时序 逻辑电路

学习要求： ·了解时序电路的基本结构、分类和常用 的描述方法； ·熟悉各种触发器的功能和使用； 。 熟练掌握同步时序电路分析和设计的基 本方法； ·熟悉状态图的建立，状态简化和状态分 配的各个重要环节

学习要求： • 了解时序电路的基本结构、分类和常用 的描述方法； • 熟悉各种触发器的功能和使用； • 熟练掌握同步时序电路分析和设计的基 本方法； • 熟悉状态图的建立，状态简化和状态分 配的各个重要环节

41 4.1时序逻辑电路模型 时序电路：一个电路在任何时刻的稳定输出不仅与该时 刻电路的输入信号有关，而且与该电路过去的输入有关， 这样的电路称为"时序电路"。 时序电路由组合电路和存储（记忆）器件及反馈回 路三部分组成，见下图， 1日 x1.xm:时序电路的输入或外部输入； X 组合电路 Zm 31.乙m 时序电路的输出或外部输出； y1:时序电路的状态或内部输入； y Y Y.Y:时序电路的激励或内部输出： 存储器件

4.1 时序逻辑电路模型 时序电路：一个电路在任何时刻的稳定输出不仅与该时 刻电路的输入信号有关，而且与该电路过去的输入有关， 这样的电路称为"时序电路" 。 时序电路由组合电路和存储(记忆)器件及反馈回 路三部分组成，见下图. x1 z1 组合电路 存储器件 xn … zm … … … yr y1 Y1 Yl x1 . xn：时序电路的输入或外部输入； z1 . zm：时序电路的输出或外部输出； y1.. yr：时序电路的状态或内部输入； Y1 . Yl：时序电路的激励或内部输出； 4.1

状态：过去的输入已不存在，但可以通过存 储器件把它们记录下来，称之为状态。记录下来 的信息可能和过去的输入完全一样，也可能是经 过了组合电路加工处理后的结果。我们把某一时 刻之前的状态称为"现态"，把这一时刻之后的状 态称为"次态”，"现态"和"次态"是一个相对的概 念，分别用ym(或y)和+1)表示。 时序电路的逻辑函数由下列方程组成： ZF,xny…,y,),=1,,m yF8影cw…,xmy1,》,),j户1，，1

状态：过去的输入已不存在，但可以通过存 储器件把它们记录下来，称之为状态。记录下来 的信息可能和过去的输入完全一样，也可能是经 过了组合电路加工处理后的结果。我们把某一时 刻之前的状态称为"现态"，把这一时刻之后的状 态称为"次态" ， "现态"和"次态"是一个相对的概 念，分别用y (n) (或y)和y (n+1)表示。 时序电路的逻辑函数由下列方程组成： Zi= fi (x1 ,…， xn ; y1 ,…， yr ) , i=1, …, m Yj= gj (x1 ,…， xn ; y1 ,…， yr ), j=1, …, l

两种时序电路类型见下图： 21 X1 n 组合电路 Zm Xn 组合电路 Y yr Y Y Y 存储器件 存储器件或 延时器件 时钟 (a)同步时序电路 (b)异步时序电路

两种时序电路类型见下图： (a) 同步时序电路 x1 z1 组合电路 存储器件或 延时器件 xn … zm … … … yr y1 Y1 Yl (b) 异步时序电路 x1 z1 组合电路 存储器件 xn … zm … … … yr y1 Y1 Yl 时钟

时序电路输入信号的波形图： 时钟脉冲 (CP) 几几几几几几几几 同步脉神0凡凡0凡0凡凡 异步脉冲凡0凡0几0凡凡 同步电平0110101 异步电平10风00凡0

时序电路输入信号的波形图： 时钟脉冲 (CP) 同步脉冲 0 1 1 0 1 0 1 1 异步脉冲 1 0 1 0 1 0 1 1 同步电平 0 1 1 0 1 0 1 1 异步电平 1 0 1 0 1 0 1 0

4.2 4.2状态表和状态图 状态表与状态图是用来表示同步时序电路 的输入、输出、现态、次态之间转移关系的两 种常用工具。 4.2.1Meay型状态表和状态图 如果同步时序电路的输出是输入和现 态的函数，即Z,=(1,,xny1,.,y), i=1,,m,则称该电路为Mealy型电路

4.2 状态表和状态图 状态表与状态图是用来表示同步时序电路 的输入、输出、现态、次态之间转移关系的两 种常用工具。 4.2.1 Mealy 型状态表和状态图 如果同步时序电路的输出是输入和现 态的函数，即Zi= fi (x1 ,…， xn ; y1 ,…， yr ) , i=1, …, m ，则称该电路为Mealy型电路。 4.2

一、状态表 Mealy型电路状态表 现态 次态/输出 输入x y n+1)/Z 该表表明：处在状态y的同步时序电路，当输 入为x时，输出为z,且在时钟脉冲作用下， 电路进入次态n+)

一、状态表 Mealy 型电路状态表 现态 次态 / 输出 输入x y y (n+1)/Z 该表表明：处在状态y的同步时序电路，当输 入为x时，输出为z，且在时钟脉冲作用下， 电路进入次态y (n+1)

某Mealy型电路状态表 现态 次态/输出n+1/Z☑ y x=0 x=1 A A/0 B/0 B A/0 C/0 C B/0 A/1

某Mealy 型电路状态表 现 态 次态 / 输出(y (n+1)/Z) y x = 0 A / 0 A / 0 B / 0 x = 1 B / 0 C / 0 A / 1 A B C

二、状态图 状态图是一种反映同步时序电路状态转 移规律和输入、输出取值关系的有向图。 0/0 1/0 x/z n+1 B 0/0 1/1 0/0 1/0 Mealy型电路状态图 某Mealy型电路状态图

二、状态图 状态图是一种反映同步时序电路状态转 移规律和输入、输出取值关系的有向图。 y x/z y (n+1) Mealy型电路状态图 某Mealy型电路状态图 A C B 0/0 1/0 0/0 0/0 1/0 1/1