中南民族大学：《数字电路》课程电子教案（PPT教学课件）第六章 时序逻辑电路

第六章时序逻辑电路

第六章 时序逻辑电路

61概述(时序逻辑电路的特点和分类) 62时序逻辑电路的分析方法 6.3若干常用的时序逻辑电路 (寄存器、计数器) 64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

6.1 概述 （时序逻辑电路的特点和分类） 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 （寄存器、计数器） 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

6.1概述 时序逻辑电路的特点 功能上:任一时刻的输出不仅取决于该时刻的 输入,还与电路原来的状态有关。 组合电路 S ccco电路结构上: ①包含存储电路和组合电路 ID CLK C1 ②存储电路的状态和输入信 号共同决定输出 如:串行加法器存储电路

6.1 概述 一、时序逻辑电路的特点 如：串行加法器 功能上：任一时刻的输出不仅取决于该时刻的 输入，还与电路原来的状态有关。 电路结构上： ①包含存储电路和组合电路 ②存储电路的状态和输入信 号共同决定输出 存储电路 组合电路

二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法 输入信号 输出信号 组合逻辑电路 存储电路 输出信号 输入信号

二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法 输入信号 输出信号 输出信号 输入信号

输出方程Y=F(X,Q)驱动方程Z=G(X,Q 状态方程Q*=H(Z,g) x 组合逻辑电路 存储电路

输出方程Y F = ( , X Q) 驱动方程Z G= ( , X Q) 状态方程Q H * ( = Z,Q)

、时序逻辑电路的分类 1.同步时序电路与异步时序电路 同步: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 异步:没有统一的CLK,触发器状态的变化先后不 2.米利型和穆尔型 Mealy型:Y=F(X,Q) Moore型:Y=F(Q)

三、时序逻辑电路的分类 1. 同步时序电路与异步时序电路 同步：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。 异步：没有统一的CLK，触发器状态的变化先后不一 2. 米利型和穆尔型 Mealy型： Moore型： (,) ( ) Y FXQ Y FQ = =

62时序电路的分析方法 621同步时序电路的分析方法 目的:找出给定电路的逻辑功能,即找出在输入和CLK 作用下,电路的次态和输出。 般步骤— ①从给定电路写出每个触发器的驱动方程(触发器输入 信号的逻辑函数式)。 ⑨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 6.2.1 同步时序电路的分析方法 目的：找出给定电路的逻辑功能，即找出在输入和CLK 作用下，电路的次态和输出。 一般步骤—— ①从给定电路写出每个触发器的驱动方程（触发器输入 信号的逻辑函数式）。 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

例 Q IK 1K7 IK CLK 1驱动方程: 2代入丿K触发器的特性方程 1=(2),K1=10*=0+K0,得状态方程: Q,K2=(Q(2)9*=(292)·g 3=QQ2,K3=Q2 Q2*=Q+2193Q2 3输出方程 O*=010, 03+0,Q r=223

1 2 3 1 2 1 2 1 3 3 1 2 3 2 1. ( ) , 1 , ( ) , J Q Q K J Q K Q Q J Q Q K Q ⎧ = = ′ ⎪⎨ = = ′ ′ ′ ⎪⎩ = = 驱动方程： 1 2 3 1 2 1 2 1 3 2 3 1 2 3 2 3 2. * * ( ) * * JK Q JQ K Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q = +′ ′ ⎧ = ⋅′ ′ ⎪⎨ = +′ ′ ′ ⎪ = +′ ′ ⎩ 代入 触发器的特性方程 ，得状态方程： 2 3 3 Y = Q Q .输出方程 例

622时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、 状态机流程图和时序图 Q*=(Q2Q3)·g1 CLK00OY 22=2122+21022 0 0 Q*=Q92+Q2Q 0 90 2 031 02 OY 100 0 00010 2|0 0‖0 0010100 310 Y=293 0100104100|0 10 11000 5|10 0 100010 一状态转换表回o 611 010 70000 00001 1110001 111 100010

6.2.2 时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、 状态机流程图和时序图 一、状态转换表 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 *** Q3 2 Q Q1 QQQ 3 2 1 Y 1 2 3 1 2 1 2 1 3 2 3 1 2 3 2 3 * ( ) * * Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q ⎧ = ⋅′ ′ ⎪⎨ = +′ ′ ′ ⎪ = +′ ′ ⎩ Y = Q2Q3 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 CLK QQQ 3 2 1 Y

0000-0 、状态转换图 0010 20100 0 000 001 010 011 30 110 Q3Q,Q /0 4 000 I11 110} 101 100 51010 61101 7|00010 011 100010

0 0 0 0 0 二、状态转换图 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 CLK QQQ 3 2 1 Y