济南大学物理科学与技术学院数字电子技术课件第五章 时序逻辑电路（1）.ppt

[例 5.1.6] * 概 述 一、时序电路的特点 1. 定义 任何时刻电路的 输出，不仅和该时刻 的输入信号有关，而 且还取决于电路原来 的状态。 2. 电路特点 (1) 与时间因素 (CP) 有关； (2) 含有记忆性的元件(触发器)。 组合逻辑 电 路 存储电路 … … … … x1 … xi y1 … yj w1 wk q1 ql 输 入 输 出 二、时序电路逻辑功能表示方法 1. 逻辑表达式 (1) 输出方程 (3) 状态方程 (2) 驱动方程 2. 状态表、卡诺图、状态图和时序图 组合逻辑 电 路 存储电路 … … … … x1 … xi y1 … yj w1 wk q1 ql x1 y1 y2 J K Q1 Q2 x2 1J 1K C1 CP 三、时序逻辑电路分类 1. 按逻辑功能划分： 计数器、寄存器、读/写存储器、 顺序脉冲发生器等。 2. 按时钟控制方式划分： 同步时序电路 触发器共用一个时钟 CP，要更新状态的触发器同时翻转。 异步时序电路 电路中所有触发器没有共用一个 CP。 3. 按输出信号的特性划分： Moore型 Mealy型 存储 电路 Y(tn) 输出 W Q X(tn) 输入 组合 电路 CP Y(tn) 输出 CP X(tn) 输入 存储 电路 组合 电路 组合 电路 5.1 时序电路的基本分析和设计方法 5.1.1 时序电路的基本分析方法 1. 分析步骤 时序电路 时钟方程 驱动方程 状态表 状态图 时序图 CP 触 发 沿 特性方程 输出方程 状态方程 计算 2. 分析举例 写方程式 时钟方程 输出方程 (同步) 驱动方程 状态方程 特性方程 (Moore 型) [例 5.1.1] [解] 1J 1K C1 1J 1K C1 1J 1K C1 FF1 FF0 FF2 CP Y 计算，列状态转换表 2 1 0 5 4 3 2 1 0 Y Q2 Q1 Q0 CP 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 画状态转换图 000 001 /1 011 /1 111 /1 110 /1 100 /1 /0 有效状态和有效循环 010 101 /1 /1 无效状态和无效循环 能否自启动? 能自启动： 存在无效状态，但没有 形成循环。 不能自启动： 无效状态形成循环。 方法2 利用卡诺图求状态图 1 1 0 0 1 1 0 0 Q2n+1 Q2n Q1nQ0n 0 1 00 01 11 10 0 1 1 0 0 1 1 0 Q1n+1 Q2n Q1nQ0n 0 1 00 01 11 10 0 0 0 0 1 1 1 1 Q0n+1 Q2n Q1nQ0n 0 1 00 01 11 10 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 Q1nQ0n Q2n 0 1 00 01 11 10 001 011 111 101 000 010 110 100 000 ?? 001 ?? 011 111 ?? 110 ?? 100 ? 010 ?? 101 ? ?? 画时序图 000 001 /1 011 /1 111 /1 110 /1 100 /1 /0 1 2 3 4 5 6 CP CP下降沿触发 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 Y Mealy型 [例 5.1.2] 时钟方程 输出方程 驱动方程 状态方程 [解] 写方程式 1 0 1 1 0 1 0 0 Q2n+1 SQ2n Q1nQ0n 00 01 11 10 0 1 0 0 1 0 0 1 00 01 11 10 1 0 1 0 1 0 1 0 Q1n+1 SQ2n Q1nQ0n 00 01 11 10 1 0 1 0 1 0 0 0 00 01 11 10 1 0 0 1 1 0 0 1 Q0n+1 SQ2n Q1nQ0n 00 01 11 10 1 0 0 1 1 0 0 1 00 01 11 10 S = 0 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 Q1nQ0n Q2n 0 1 00 01 11 10 001 010 100 011 101 110 000 111 S = 1 Q1nQ0n Q2n 0 1 00 01 11 1