[理学]第六章 时序电路的分析与设计.ppt

教学要求 掌握同步时序逻辑电路的分析方法。 了解异步时序电路的分析方法。 重点： 同步时序逻辑电路的分析。 难点： 同步时序逻辑电路的分析。 作业：P234 6.2.5 6.2.8 教学要求 掌握同步时序逻辑电路的设计方法。 重点、难点： 同步时序逻辑电路的设计步骤。 作业：P237 6.3.2 6.3.3 * 第六章 时序逻辑电路的分析与设计 §6.1 时序逻辑电路的基本概念 §6.2 时序逻辑电路的分析方法 §6.3 同步时序逻辑电路的设计方法 时序电路必然具有记忆功能，因而组成时序电路的基本单元是触发器。 一、时序逻辑电路的特点 在数字电路中，凡是任一时刻的稳定输出不仅决定于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关者，都叫做时序逻辑电路，简称时序电路。 组合逻辑电路 存储功能 . . . . . . . . . . . . X Q Z Y §6.1 概述 反馈 触发器 二、时序电路的分类 （1） 根据时钟分类 同步时序电路: 各个触发器的时钟脉冲相同，电路状态改变时，电路中要 更新状态的触发器是同步翻转的。 异步时序电路: 各个触发器的时钟脉冲不同，电路状态改变时，电路中要 更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。 （2）根据输出分类 米利型时序电路: 输出不仅与现态有关，而且还决定于电路当前的输入。 Mealy 穆尔型时序电路: 其输出仅决定于电路的现态，与电路当前的输入无关； Moore 或者根本就不存在独立设置的输出，而以电路的状态直 接作为输出。 三、时序电路的描述 1.逻辑方程式 2.状态表 状态方程： （6.1.3）是核心，是着手点。 驱动方程： （6.1.2）是关键，是重点。 输出方程： （6.1.1）是目的，是功能点。 由功能决定 由触发器类型决定 条件 现态 次态或输出 3.状态图 4.时序图 现态 次态 条件 次态与现态可以相同 变量1 变量n t t §6.2 时序逻辑电路的分析 一、分析步骤： 1、写出已知电路各CP表达式，各触发 器驱动方程，时序电路的输出方程； 2、求出电路状态方程； 3、列出状态表、或状态图或时序图； 4、总结电路功能。 同步电路可以不写 电路图 时钟方程、驱动方程和输出方程 状态方程 状态图、状态表或时序图 判断电路逻辑功能 1 2 3 5 计算 4 例 时钟方程： 输出方程： 输出仅与电路现态有关，为穆尔型时序电路。 同步时序电路的时钟方程可省去不写。 驱动方程： 1 写方程式 2 求状态方程 JK触发器的特性方程： 将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程： 3 计算、列状态表 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 4 画状态图、时序图 状态图 5 电路功能 时序图 有效循环的6个状态分别是0～5这6个十进制数字的格雷码，并且在时钟脉冲CP的作用下，这6个状态是按递增规律变化的，即： 000→001→011→111→110→100→000→… 所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。当对第6个脉冲计数时，计数器又重新从000开始计数，并产生输出Y＝1。 例2 试分析如图所示时序电路的逻辑功能。 电路是由两个JK触发器组成的莫尔型同步时序电路。 解： 1.了解电路组成。 J2=K2=X ? Q1 J1=K1=1 Y=Q2Q1 2.写出下列各逻辑方程式： 输出方程 激励方程 J2=K2=X ? Q1 J1=K1=1 将激励方程代入JK触发器的特性方程得状态方程 整理得： FF2 FF1 3.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图 Y=Q2Q1 1 1 1 0 0 1 0 0 X=1 X=0 状态转换表 1 0 / 1 0 0 / 1 0