数字逻辑第四章(修改后).ppt

第四章 同步时序电路的分析与设计Sequential Logic Circuit Analysis 4.1 时序电路概述 Sequential Logic Circuit summarize 4.2 双稳态触发器—记忆元件 4.3 时序电路的描述方法 4.4 同步时序逻辑电路的分析 4.5 同步时序逻辑电路的设计 4.6 常用的同步时序逻辑电路 4.1 时序电路概述 数字逻辑电路可分为两大类： 组合逻辑电路 时序逻辑电路 组合电路的输出仅由当前输入决定。 时序电路是指它的输出不仅取决于当前输入，而且也取决于过去的输入序列，即过去输入序列不同，则在同一当前输入的情况下，输出也可能不同。 时序电路的一般形式 Structure 时序电路的分类 3、按输出特性可分为：Mealy型和Moore型。 4.2 双稳态触发器—记忆元件 触发器逻辑符号 4.2.1基本RS触发器 逻辑图 4.2.1基本RS触发器 特征方程 与非门构成: 或非门构成: 波形图 钟控RS触发器 4.2.2钟控D触发器 钟控D触发器逻辑图、次状态真值表、状态图 4.2.2钟控D触发器 D触发器逻辑符号与激励表 4.2.3主从JK触发器 4.2.4 T触发器 T触发器逻辑符号与功能表 4.2.4 T触发器 T触发器的实现  4.6常用的时序逻辑电路 常用的同步时序电路有 ： 寄存器、计数器、节拍信号发生器和序列信号发生器等 数字系统的重要组成部分 ： 寄存器和计数器  4.6.1锁存器、寄存器和移位寄存器 1、锁存器 锁存器作用：锁存数据。 2、寄存器 Registers 3、移位寄存器 移位寄存器是指具有移位功能的寄存器 按逻辑功能分四大类： 串行输入串行输出；串行输入并行输出 并行输入串行输出；并行输入并行输出 按移位方式分类： 单向移位、双向移位、循环移位及扭环移位等 4、集成4位双向移位寄存器74LS194A 由两片74LS194连接成的8位双向移位寄存器 双向移位寄存器 4.6.2 计数器 Counters及其应用 计数器的分类： 1、同步二进制计数器 1、同步二进制计数器 集成二进制计数器74161 2、同步十进制计数器 二进制计数器结构简单，但是读数不太习惯，所以在很多场合需要采用十进制计数器，以便于译码显示输出。 用4位二进制数代表十进制的每一位数，所以也称为二—十进制计数器。 ②同步十进制减法计数器 同步十进制减法计数器（续上） 由激励方程、输出方程和状态方程，写出电路的状态转移表，如表4-16所示。画出电路的状态转换图，如图4-56(b)所示。 将加法计数器和减法计数器的控制电路合并在一起，再加入加、减法选择控制电路，就可以构成加/减法计数器。 中规模集成加减法计数器74LS190、74LS191、74LS192 4.3 时序电路的描述方法 4.3.2触发器的激励表、状态表和状态图 4.3.3时序波形图描述 时序逻辑电路的输入、输出及状态之间的转换关系可以形象地用时序波形图（简称时序图）的形式来描述。 时序图，就是输入、输出和状态按时间顺序变化的波形图。 直观地描述时序电路的时钟信号、输入信号、输出信号及电路的状态转移等在时间上的对应关系。 4.3.4一般同步时序电路的状态表与状态图 同步时序逻辑电路按输入与输出的关系可分为: 1.米里型电路（Mealy） 在同步时序电路中，输出是输入变量和状态变量的函数，即输出（Z）不仅与该时刻的输入有关，而且与电路的现态有关，具有这种特点的同步时序逻辑电路称为米里型时序逻辑电路。 2. 摩尔型电路(Moore) 摩尔型电路只不过是米里型电路的一种特例。 在同步时序电路中，输出（Z）只是状态变量的函数，而和当时的外部输入无直接关系，或根本没有Z输出。具有这样特点的同步时序逻辑电路称为摩尔型时序逻辑电路。 4、状态表 State-table 5、状态图 State-diagrams 5、状态图 State-diagrams 4.4 同步时序电路的分析方法 Clocked Synchronous Circuit Analysis Methods 同步时序电路的分析方法(续) 4.4.2分析举例 分析举例（续上） 分析举例（续上） 分析举例2 分析举例2（续） 分析举例2（续