《数字电路与逻辑设计》课程教学资源（PPT课件）第六章 时序逻辑电路

第大章时序逻辑电路内容提要本章主要介绍时序逻辑电路的工作原理和分析方法及设计方法。首先讲述时序逻辑电路的功能及结构特点、分析方法和步骤，然后具体介绍寄存器、计数器等各类时序逻辑电路的工作原理和使用方法，最后介绍时序逻辑电路的设计方法本章重点是计数器的分析和设计

第六章 时序逻辑电路 内容提要 本章主要介绍时序逻辑电路的工作原理和分析方 法及设计方法。首先讲述时序逻辑电路的功能及结构 特点、分析方法和步骤，然后具体介绍寄存器、计数 器等各类时序逻辑电路的工作原理和使用方法，最后 介绍时序逻辑电路的设计方法。 本章重点是计数器的分析和设计

本章主要内容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6.5时序逻辑电路中的竞争-冒险现象（自学）

本章主要内容 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 6.5 时序逻辑电路中的竞争－冒险现象（自学）

6.1概述一、时序逻辑电路在任意时刻的输出信号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时序逻辑电路的构成及结构特点：XiV时序.Xiyi组合逻辑电路逻辑电路的构成可用图6.1.191所示框图表示......存储电路图6.1.19,Zk

6.1 概述 一、时序逻辑电路： 二、时序逻辑电路的构成及结构特点： 在任意时刻的输出信号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。 时序 逻辑电路 的构成可 用图6.1.1 所示框图 表示 图6.1.1

6.1概述特点：X1Xi组合逻辑电路q12.01存储电路图6.1.1q1Zk1.时序逻辑电路包含组合逻辑电路和存储电路两个部分；2.存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端，与输入信号一起，共同决定组合逻辑电路的输出

特点： 1.时序逻辑电路包含组合逻辑电路和存储电路两个部 分； 图6.1.1 6.1 概述 2.存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端， 与输入信号一起，共同决定组合逻辑电路的输出

6.1概述X1y·Xiyi组合逻辑电路91Z1..存储电路图6.1.1Zkq,可以用三个方程组来描述yi = fi(x1, X2,**", X,91,q2,*,q1)D输出方程Y=F(X,Q)y, = fi(X1, X2,**, X,91,q2,***,q1)

可以用三个方程组来描述 图6.1.1 ( , ) ( , , , , , , , ) ( , , , , , , , ) ① 1 1 2 1 2 1 1 1 2 1 2 Y F X Q y f x x x q q q y f x x x q q q j i l i l  =      = = 输出方程      6.1 概述

6.1概述XiyiQXiyi组合逻辑电路q1Z1....存储电路图6.1.1q1ZkZ1 = g1(X1, X2, ..- , Xi, q1, q2, .-, q1)? 驱动方程Z = G(X,Q)Zk = gi(X1, X2, *--, X,, q1, q2, ..-, q1)

6.1 概述 图6.1.1 驱动方程 ( , ) ( , , , , , , , ) ( , , , , , , , ) ② 1 1 2 1 2 1 1 1 2 1 2 Z G X Q z g x x x q q q z g x x x q q q k i l i l  =      = =     

6.1概述XiV.Xi组合逻辑电路q1Z1.....存储电路图6.1.1q1Zkq1* = h(21,22,*, Zj,q1,q2, *,q1)③= 状态方程Q*= H(Z,Q 91 = h,(21,22,..-, Zj,91,q2,.-,q1)

6.1 概述 图6.1.1 * ( , ) ( , , , , , , , ) * ( , , , , , , , ) 1 2 1 2 1 1 1 2 1 2 Q H Z Q q h z z z q q q q h z z z q q q l l i l i l  =      = = ③ 状态方程     

6.1概述例6.1串行加法器电路如图6.1.2所示，写出其输出方程驱动方程和状态方程aiZ解：其输出方程为Sibis, = a, 甲b, 甲Ci-1CICOCi-1Ci=a,甲b, 甲Q1D驱动方程为Q>C1CLKD = C, = a,b, +Ci-i(a, @ b,)=a,b, +Q(a, @ b,)图6.1.2状态方程为Q*= D = a,b, +Q(a, ④ b

例6.1 串行加法器电路如图6.1.2所示，写出其输出方程、 驱动方程和状态方程 6.1 概述 图6.1.2 解：其输出方程为 a b Q s a b C i i i i i i =   =   −1 驱动方程为 ( ) ( ) 1 i i i i i i i i i i a b Q a b D C a b C a b = +  = = + −  状态方程为 ( ) * Q = D = ai bi + Q ai bi

6.1概述三、时序逻辑电路的分类：根据触发器动作特点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，存储电路中所有触发器的时钟使用统一的CLK,状态变化发生在同一时刻，即触发器在时钟脉冲的作用下同时翻转而在异步时序逻辑电路中，触发器的翻转不是同时的没有统一的CLK,触发器状态的变化有先有后根据输出信号的特点时序逻辑电路可分为米利（Mealy）型和穆尔（Moore）型。在米利型时序逻辑电路中，输出信号不仅取决于存储电路的状态，而且还取决于输入变量，即与X、Q有关Y=F(X,Q)

三、时序逻辑电路的分类： 根据触发器动作特点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，存储电 路中所有触发器的时钟使用统一的CLK,状态变化发生 在同一时刻，即触发器在时钟脉冲的作用下同时翻转; 而在异步时序逻辑电路中，触发器的翻转不是同时的 没有统一的CLK,触发器状态的变化有先有后。 根据输出信号的特点时序逻辑电路可分为米利 （Mealy）型和穆尔（Moore）型。在米利型时序逻辑 电路中，输出信号不仅取决于存储电路的状态，而且 还取决于输入变量，即 6.1 概述 Y = F(X,Q) 与X、Q有关

6.1概述在穆尔型时序逻辑电路中，输出信号仅仅取决于存储电路的状态，故穆尔型电路只是米利型电路的特例而已，可表述为仅取决于电路状态Y = F(Q)

在穆尔型时序逻辑电路中，输出信号仅仅取决于 存储电路的状态，故穆尔型电路只是米利型电路的特 例而已，可表述为 Y = F(Q) 仅取决于电路状态 6.1 概述