第一章 　半导体二极管.doc

PAGE PAGE 113 第 五 章 时序逻辑电路 需 8 学时 授课课题 5.1 概述 5.2 时序逻辑电路的分析 学时 2 授课时间 2007年 4 月 26 日 星期 四 第 1、2 教学目的与要求 掌握时序逻辑电路的分析方法及步骤 教学重点 同步时序逻辑电路的分析方法及步骤 教学难点 异步时序逻辑电路的分析方法 授课方法 讲授法 教具仪器 教案 教学过程、内容分析、授课提纲 组织教学 考勤 讲授新课 第五章 时序逻辑电路 时序逻辑电路简称时序电路，与组合逻辑电路并驾齐驱，是数字电路两大重要分支之一。本章首先介绍时序逻辑电路的基本概念、特点及时序逻辑电路的一般分析方法。然后重点讨论典型时序逻辑部件计数器和寄存器的工作原理、逻辑功能、集成芯片及其使用方法及典型应用。 5.1 概述 一．时序逻辑电路的结构及特点 时序逻辑电路——电路任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关。 时序电路中必须含有具有记忆能力的存储器件。存储器件的种类很多，如触发器、延迟线、磁性器件等，但最常用的是触发器。 由触发器作存储器件的时序电路的基本结构框图如图1所示，一般来说，它由组和电路和触发器两部分组成。 输出方程 驱动方程（激励方程） 状态方程 二． 时序逻辑电路的分类 按照电路状态转换情况不同，时序电路分为同步时序电路和异步时序电路两大类。 在同步时序逻辑电路中，所有触发器状态的变化都是在同一时钟信号操作下同时发生的，而在异步时序电路中，触发器状态的变化不是同时发生的。 5.2 时序逻辑电路的分析 一． 分析时序逻辑电路的一般步骤 1．根据给定的时序电路图写出下列各逻辑方程式： （1）各触发器的时钟方程。 （2）时序电路的输出方程。 （3）各触发器的驱动方程。 2．将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求得各触发器的次态方程，也就是时序逻辑电路的状态方程。 3．根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态表，画出状态图或时序图。 4．根据电路的状态表或状态图说明给定时序逻辑电路的逻辑功能。 下面举例说明时序逻辑电路的具体分析方法。 二．同步时序逻辑电路的分析举例 例1：试分析图2所示的时序逻辑电路 图2 例1的逻辑电路图 解：由于图2为同步时序逻辑电路，图中的两个触发器都接至同一个时钟脉冲源CP，所以各触发器的时钟方程可以不写。 （1）写出输出方程： （1） （2）写出驱动方程： （2a） （2b） （3）写出JK触发器的特性方程，然后将各驱动方程代入JK触发器的特性方程，得各触发器的次态方程： （4）作状态转换表及状态图 由于输入控制信号X可取1，也可取0，所以分两种情况列状态转换表和画状态图。 ①当X=0时。 将X=0代入输出方程（1）和触发器的次态方程，则输出方程简化为：；触发器的次态方程简化为： ，。 设电路的现态为，依次代入上述触发器的次态方程和输出方程中进行计算，得到电路的状态转换表如表1所示。 根据表1所示的状态转换表可得状态转换图如图3所示。 表1 X=0时的状态表 现 态 次态 输出 Z 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 图3 ②当X=1时。 输出方程简化为：； 触发器的次态方程简化为： ， 计算可得电路的状态转换表如表2所示，状态图如图4所示。 表2 X=1时的状态表 现 态 次态 输出 Y 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 图4 将图3和图4合并起来，就是电路完整的状态图，如图5所示。 （5）画时序波形图。如图6所示。 图6 例1电路的时序波形图 （6）逻辑功能分析 该电路一共有3个状态00、01、10。当X=0时，按照加1规律从00→01→10→00循环变化，并每当转换为10状态（最大数）时，输出Z=1。当X=1时，按照减1规律从10→01→00→10循环变化，并每当转换为00状态（最小数）时，输出Z=1。所以该电路是一个可控的3进制计数器，当X=0时，作加法计数，Z是进位信号；当X=1时，作减法计数，Z是借位信号。 三．异步时序逻辑电路的分析举例 由于在异步时序逻辑电路中，没有统一的时钟脉冲，因此，分析时必须写出时钟方程。 例2：试分析图7所示的时序逻辑电路 图7 例2的逻辑电路图 解：（1）写出各逻