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第6 章 时序逻辑电 路 题目 授课类型 理论课 第一讲 首次授课时间 2007 年 5 月23 日 学时 2 教学目标 掌握时序逻辑电路的特点，同步时序的分析方法 重点与难点 同步时序电路的分析方法 教学手段与方法 多媒体 教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等） 授课思路：首先对照组合逻辑电路引入时序逻辑电路的特点，然后介绍同步时序逻 辑电路的分析方法 过程设计：复习上节课内容5 分钟，提出这节课的主要内容，讲述内容，布置作业， 下课 讲解要点： 6.1 概述 6.2 时序逻辑电路的分析方法（同步时序电路的分析方法） 具体内容： 6.1 概述 一、时序逻辑电路的特点 1、从功能上讲，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。 例如串行加法器中，每一位相加的结果不仅取决于本位的两个加数，还与低一位是 否有进位有关。因此完整的串行加法器除了应该具有将两个加数和来自低位的进位 相加的能力之外，还必须具备记忆功能，这样才能把本位相加后的进位结果保存下 来，以备高一位的加法时使用。 2、从电路结构上讲，时序电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分，而存储 电路是必不可少的；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。 二、时序电路功能描述方法 三、时序电路的分类 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，触发器状态的变化有先有后； 2．Mealy 型和Moore 型 米利型电路：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； 穆尔型电路：输出信号仅仅取决于存储电路的状态，它是米利型电路的一 种特例； 6.2 时序逻辑电路的分析方法 时序电路的逻辑功能可以用输出方程、驱动方程和状态方程全面地描述。根据这三 个方程，可以求得在任何给定输入变量状态和电路状态下电路的输出和次态。 分析同步时序逻辑电路时一般按如下步骤进行： （1）从给定的逻辑图中写出每个触发器的驱动方程（即存储电路中每个触发器 输入信号的逻辑函数式）； （2）将得到的这些驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出每个触发器的状 态方程，从而得到由这些状态方程组成的整个时序电路的状态方程组； （3）根据逻辑图写出电路的输出方程； 例6.2.1 试分析如下图所示的时序逻辑电路的逻辑功能。 并不能获得电路逻辑功能的完整印象。 原因是电路每一时刻的状态都和电路的历史情况有关。如果电路在一系列的时钟信 号作用下状态转换的全部过程找出来，则电路的逻辑功能便可一目了然。 用于描述时序电路状态转换全部过程的方法有 状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图。 1、状态转换表 若将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状态方程和输出方程，即可算 出电路的次态和现态下的输出值，以得到的次态作为新的初态，和这时的输入变量 取值一起再代入状态方程和输出方程进行计算，又得到一组新的次态和输出值。如 果继续下去，将全部的计算结果列成真值表的形式，就得到了状态转换表 从状态转换表中可以看出，每经过7 个时钟信号以后，电路的状态循环变化一次， 因此该电路具有对时钟信号计数的功能，即这是一个七进制计数器 2 、状态转换图 为了以更加形象的方式直观地显示出时序电路的逻辑功能，有时还需要将状态转换 表的内容表示成状态转换图的形式。 3、状态机流程图（SM 图6.2.3 异步时序逻辑电路的分析方法）（略） 4 、时序图 为便于用实验观察的方法检查时序电路的逻辑功能，还可以将状态转换表的内容画 成时间波形的形式。在输入信号和时钟脉冲序列作用下，电路状态、输出状态随时 间变化的波形图称为时序图。 思考题、讨论题、作业 课后6-2，6-4 小题