第7章时序逻辑电路的分析与设计.ppt

7.1时序逻辑电路的特点和分类 7.2 时序电路的分析方法 7.3 时序电路的设计方法 第7章 时序逻辑电路的分析与设计 组合逻辑电路在任一时刻的输出状态仅决定于该时刻各输入状态的组合，而与过去的输入状态无关。 时序逻辑电路在任一时刻的输出状态依赖于该时刻的输入状态和电路状态的组合。 本章介绍时序逻辑电路的的特点、分析方法和设计方法，第8章介绍典型的时序逻辑电路 。 掌 握: 时序电路的特点 时序逻辑电路的分析方法； 同步时序电路的设计方法。 了 解：时序电路的分类 异步计数器的设计方法。 教学基本要求 1. 时序逻辑电路的结构与特点 7.1 时序逻辑电路的特点和分类 组合逻辑电路：完成逻辑运算或算术运算等操作，由门电路组成。 存储电路：记忆处理中间结果，由记忆元件组成。例如，触发器 或具有时间延时的器件 。 输出方程 特性方程 驱动方程 输出方程 特性方程 驱动方程 状态方程 tn时刻的电路状态 外加输入和电路初始状态对电路的影响。 综合反映了tn时刻以前所有的 时序电路的特点: ①时序电路由组合逻辑电路（逻辑门等器件）和存储电路（触发器等器件）组成，电路中至少有一条反馈通路。 ②时序电路任一时刻的输出状态不仅取决于该时刻的输入状态组合，而且与电路状态有关。 电路状态综合反映了在该时刻以前的全部输入序列值对电路的影响。 2. 时序逻辑电路的分类 按存储电路的器件分为脉冲时序电路和电平时序电路； Moore型 Mealy型 按输出的依从关系分为Moore型时序电路和Mealy型时序电路。 如果存储电路全部由触发器组成，则称为脉冲时序电路；否则，称为电平时序电路。 按电路状态改变的方式分为同步时序电路和异步时序电路； 同步时序电路：在统一的时钟脉冲作用下全部触发器同步改变 状态； 异步时序电路：没有统一的时钟脉冲控制触发器的状态变化， 触发器的异步改变状态。 7.2 时序电路的分析方法 2. 时序电路的基本分析方法 逻辑表达式 状态表 卡诺图 状态图 时序图 和 逻辑图 这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。 1. 时序电路功能描述方法 由时序电路图，列3组方程：时钟方程、输出方程和驱动方程； 将驱动方程代入触发器的特性方程中，导出状态方程； 计算输出方程和状态方程，列出状态表或画出状态图或时序图； 由状态表或状态图或时序图说明电路的功能。 1 2 3 4 例7.1 试分析下图时序电路的功能。 解： 列3组方程 1 同步时序电路 Mealy时序电路 2 导出状态方程 3 列出状态表或画状态图和时序图 1 0 0 1 1 1 8↓ 0 1 1 0 1 1 7↓ 0 0 1 1 0 1 6↓ 0 1 0 0 0 1 5↓ 0 1 1 1 1 0 4↓ 0 0 1 0 1 0 3↓ 0 1 0 1 0 0 2↓ 0 0 0 0 0 0 1↓ Y A CP 计算输出方程和状态方程可以列出状态表。 ①假设外加输入取值组合和电路状态； ②假想作用一个时钟脉冲，计算输出方程和状态方程，求输出和次态； ③如果次态和现态相同，则返回第①步继续进行；如果不同，则以次态替代现态，并作用外加输入的取值组合，返回第②步继续进行；直到外加输入取值组合和电路状态全部都已计算为止。 通过计算可画出状态图和时序图。通常只需一种表达方式。 1 0 0 1 1 1 8↓ 0 1 1 0 1 1 7↓ 0 0 1 1 0 1 6↓ 0 1 0 0 0 1 5↓ 0 1 1 1 1 0 4↓ 0 0 1 0 1 0 3↓ 0 1 0 1 0 0 2↓ 0 0 0 0 0 0 1↓ Y A CP 画状态图 A=0→Y=0，次态和现态相同→状态转换形成自环。 A=1→次态=现态+1→状态按顺序转换。 状态图中包含有下述信息： ①状态：用“○”表示，可省略。 ②状态转换顺序：现态→次态， “→”一个有效的时钟沿。 ③“输入/输出”：电路处于现态时作用输入产生相应的输出。 A/Y 1 0 0 1 1 1 8↓ 0 1 1 0 1 1 7↓ 0 0 1 1 0 1 6↓ 0 1 0 0 0 1 5↓ 0 1 1 1 1 0 4↓ 0 0 1 0 1 0 3↓ 0 1 0 1 0 0 2↓ 0 0 0 0 0 0 1↓ Y A CP 画时序图 CP A Q0 Q1 Y 4 说明电路的功能 状态表、状态图和时序图从不同的角度直观地表达了时序电路的功能。 在分析过程