数逻(刘培植)-第05章-时序电路B精讲.ppt

第5章 时序逻辑电路 本章内容提要 5.1 概述 5.2 同步时序逻辑电路分析 5.3 常用时序电路的设计 5.4 一般时序逻辑电路的设计方法 5.1 概述 Mealy型电路 Moore型电路 Mealy型电路状态表 Mealy型电路状态转移表 Moore型电路状态表 Moore型电路状态转移表 Mealy型电路状态转换表 Moore型电路状态转移表 时序机； 时序机，又称为有限状态机或有限自动机，是这样一个系统，它可以用五个参量来表征： M=(I,O,Q,N,Z)其中，I,O,Q分别为输入、输出和状态的非空有限集合；N为状态函数，它表示输入及状态到次态的映射，即I×Q→O；Z为输出函数，它有两种情况：(1) 若Z是输入和状态的函数，即Z: I×Q→O, 则称为Mealy型时序机；(2)若Z仅是状态的函数，即Z:Q→O，则称为 Moore型时序机； 本章内容提要 5.1 概述 5.2 同步时序逻辑电路分析 5.3 常用时序电路的设计 5.4 一般时序逻辑电路的设计方法 5.2 同步时序逻辑电路分析 5.2.1 常用时序电路简介 5.2.2 同步时序逻辑电路分析方法 5.2.3 一般同步时序电路分析举例 5.2.4 移位寄存器及其应用电路的分析 5.2.5 异步时序逻辑电路的分析方法 5.2.1 常用时序电路简介 1. 寄存器 2. 移位寄存器 3. 计数器 1. 寄存器(register) 在数字电路中，用来存放一组二进制数据或代码的电路称为寄存器。寄存器是计算机的主要部件之一，它用来暂时存放数据或指令。 寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。 各种触发器均可，但以D触发器构成最简单。 1. 寄存器(register) 广义上讲，寄存器也是一种存储器，但是它不同于存储器。 寄存器的特点是存数方便，但容量较小，一般只能存放一个或几个字，通常用来暂存运算的中间结果，一旦掉电，存放的数据即丢失。 存储器的容量较大，可达数十千位，而且所存数据可长期保存。 74LS373和374 锁存器与寄存器 锁存器与寄存器的功能相似，但锁存器一般使用电平触发、寄存器一般使用边沿触发。 5.2.1 常用时序电路简介 1. 寄存器 2. 移位寄存器 3. 计数器 2. 移位寄存器(shift register) 所谓“移位”，就是将寄存器所存各位 数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成三种： 5.2.1 常用时序电路简介 1. 寄存器 2. 移位寄存器 3. 计数器 3. 计数器 计数器(Counter)的基本功能是累加或累减输入脉冲的个数，它不仅可以用来计数、分频，还可以对系统进行定时、顺序控制、执行数字运算、产生节拍脉冲和脉冲序列等，是数字系统中应用最广泛的时序逻辑部件之一，几乎每一种数字设备中都有计数器。 异步模16二进制加法计数器 同步4位二进制加法计数器 计数器的分类 按工作方式分：同步计数器和异步计数器。 按功能分：加法计数器、减法计数器和可逆计数器。 按计数器的计数容量(或称模数)来分：各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、任意进制计数器等等。 5.2.1 常用时序电路简介 1. 寄存器 2. 移位寄存器 3. 计数器 补充：序列信号发生器 序列检测器 序列信号发生器 在实际应用中，有时需要用到一组或多组特定的串行周期性数字信号，称为序列信号。 在序列信号的每个循环周期中，0、1数码按一定的规则顺序排列。 产生序列信号的电路称为序列信号发生器。 序列检测器 序列检测器的功能：将一个指定的序列从数字码流中识别出来。 例如：检测“00011” 序列 5.2 同步时序逻辑电路分析 5.2.1 常用时序电路简介 5.2.2 同步时序逻辑电路分析方法 5.2.3 一般同步时序电路分析举例 5.2.4 移位寄存器及其应用电路的分析 5.2.5 异步时序逻辑电路的分析方法 同步时序电路的分析步骤 (1) 列激励方程 (2) 列状态方程 (3) 列输出方程 (4) 作状态转移(转换)表和状态转移图 (或移位状态转移表、 时序图) (5) 分析逻辑功能 5.2 同步时序逻辑电路分析 5.2.1 常用时序电路简介 5.2.2 同步时序逻辑电路分析方法 5.2.3 一般同步时序电路分析举例 5.2.4 移位寄存器及其应用电路的分析 5.2.5 异步时序逻辑电路的分析方法 例5.2.1 分析如图所示的时序逻辑电路的逻辑功能，写出电路的激励方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转移