第六章第一二讲.ppt

第六章 时序逻辑电路 第二讲 寄存器和移位寄存器 6 时序逻辑电路——第二讲 本讲主要内容： 一、寄存器 二、移位寄存器及其应用 了解寄存器的概念和基本结构。 ①了解移位寄存器的概念及基本结构。 ②掌握移位寄存器的应用。能够熟练分析由移位寄存器构成的时序电路的逻辑功能。 三、本讲小结 １、作用：用于寄存一组二值代码。 可以用来暂存指令、数据和位址 ２、结构： 基本组成：由Ｎ个触发器组成，能储存一组Ｎ位的二值代码。 附加控制电路。 ３、输入、输出方式： 串行：各位代码依次输入或输出 并行：各位代码同时输入或输出 6 时序逻辑电路——第二讲 一、寄存器 * 练习：判断下图电路的功能。 全加器 边沿D触发器 串行累加器 时序逻辑电路 本章主要内容： 第一讲 时序逻辑电路概述及其分析 第二讲 常见时序逻辑电路——寄存器及移位寄存器 第五讲 时序逻辑电路的设计 第三讲 常见时序逻辑电路——计数器 第四讲 专题——任意进制计数器的构成 第一讲 时序逻辑电路概述及其分析 本讲主要内容： 一、概述 二、同步时序逻辑电路分析 三、异步时序逻辑电路分析 一、概 述 组合逻辑电路 时序逻辑电路 1、定义： 电路的输出仅与当时的输入有关，与电路原来的状态有关。 2、特点： 全由门电路构成 没有记忆功能 没有存储单元 没有反馈环节 1、定义： 电路的输出不仅与当时的输入有关，还与电路原来的状态有关。 2、特点： 有记忆功能 包含存储单元 有反馈环节 时序逻辑电路是数字逻辑电路的重要组成部分。 3、时序逻辑电路的结构 组合电路 存储电路 Z1 Zj Y1 Yr Q1 Qr X1 Xi 输 入 信 号 输 出 信 号 存 储 电 路 的 输 入 输 出 状 态 逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由 电路的输入和电路原来的状态共同决定。 4、逻辑关系方程： X(X1，…Xi) Q(Q1，…Qr) Y(Y1，…Yr) Z(Z1，…Zj) Z＝F1(X，Qn) Y＝F2(X，Qn) Qn+1＝F3(Y，Qn) 各信号之间的逻辑关系方程组： 输出方程 驱动方程 状态方程 5、时序逻辑电路的分类 1、从控制时序状态的脉冲源来分： 时序电路 同步： 异步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源 没有统一的时钟脉冲 2、从输出信号的特点分： 同步时序电路 莫尔型： 米里型： Z = F1 [ X , Qn] Z = F1 [Qn] 返回 二、同步时序逻辑电路分析 1、分析目的： 给定时序电路，找出它的逻辑功能，即电路的状态变量和输出变量在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。 2、分析方法： ⑴从给定的逻辑图写出每个触发器的激励方程。 （触发器输入信号的逻辑函数式） ⑵把得到的驱动方程代入相应触发器的特性方程，得到每 个触发器的状态方程。 ⑶根据逻辑图写出电路的输出方程。 ⑷找出它的逻辑功能。(列状态转移表，状态转换图，时序图) 例1： 试分析下图电路的逻辑功能，写出它的驱动方程，状态方程和输出方程。 FF1、FF2和FF3是三个边沿的TTL触发器， 输入端悬空和逻辑１状态等效。 C1 C1 C1 解： ⑴驱动方程： ⑵JK触发器的特性方程 得到电路的状态方程： = C1 C1 C1 ⑶输出方程：Y=Q2Q3 (输出只与状态有关，为Moore型线路） 从一组方程式不能获得电路逻辑功能的完整印象。 其他描述方法（见下页） C1 C1 C1 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，如此继续下去，把全部的计算结果列成真值表的形式，就得到了状态转换表。 ※状态转换表： （4）状态转换表 CP的顺序 Q3 Q2 Q1 Y 设： 0 0 0 0 设：0 1 1 1 则：1 0 0 0 Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1 =Q2Q1+Q3Q2Q1 =Q3Q2Q1+Q3Q2 =（Q3+Q2 ） Q1 Y = Q3Q2 则： 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 7 0 0 0 0 已知： Q3Q2Q1应有八种组合，将　 　　 代入方程，次 态为Y=1。把这个结果补充到 表中，才得到完整状态转移表。 说明： ※状态转换图： 更直观形象的表示逻辑功能的