第8章 时序逻辑电路的分析与设计.pptxVIP

毕业论文答辩PPT模板时序逻辑电路的分析与设计

时序逻辑电路概述时序逻辑电路分析方法基于触发器的时序电路设计方法8.18.28.3集成电路寄存器及其应用8.4集成电路计数器及其应用8.5有限状态机的概念和设计8.6

本章课程目标①掌握时序逻辑电路结构特点，能够判断区分同步时序和异步时序，Mealy型和Moore型；②掌握时序电路分析方法，能够根据电路列写驱动方程、输出方程，能够得到触发器的状态方程，并列出电路的状态转换表，画出状态转换图，时序波形图，分析得到电路的逻辑功能；③掌握基于小规模集成电路触发器的时序电路设计方法，能够根据功能要求确定电路状态及其转换关系，列出状态转换表，得到状态方程和输出方程，选择触发器并得出驱动方程，画出能够自启动的逻辑电路；④掌握中规模集成电路寄存器和计数器的使用方法，能够基于集成电路寄存器和计数器进行数字系统设计，实现任意进制计数器、顺序脉冲发生和脉冲序列发生等功能⑤了解有限状态机的概念，为现代数字系统设计打好基础。

数字逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类，时序逻辑电路的特点是在任意时刻的输出不仅与当时的输入有关，而且还与电路的原有状态有关，即时序电路具有“记忆”功能，时序逻辑电路的记忆功能一般由触发器实现，因此触发器是时序逻辑电路的基本单元。时序电路在生产和生活中的应用是非常广泛的，例如生产流水线上的工件计数，就是当工件通过时，计数器在原有的计数值上加一，也就是说，计数器要将之前的数值记忆住，因此计数器是典型的时序逻辑电路。

时序逻辑电路概述8.1组合逻辑电路存储电路............x1xiy1yiz1ziq1qi输入信号输出信号存储器输出信号存储器输入信号时序逻辑电路中存在信号的反馈，电路的输出信号以及电路任一时刻的状态，都由电路的输入信号和电路的原有状态共同决定，时序逻辑电路具有记忆功能。

时序逻辑电路概述8.1组合逻辑电路存储电路............x1xiy1yiz1ziq1qi输入信号存储器输出信号存储器输入信号驱动方程（激励方程）描述存储电路的激励信号与输入信号以及电路原有状态之间的关系。

时序逻辑电路概述8.1组合逻辑电路存储电路............x1xiy1yiz1ziq1qi输入信号存储器输出信号输出信号输出方程描述电路的输出信号与输入信号以及电路原有状态之间的关系

时序逻辑电路概述8.1组合逻辑电路存储电路............x1xiy1yiz1ziq1qi存储器输出信号存储器输入信号状态方程状态方程描述存储电路的状态转换关系，存储电路的次态取决于存储电路的激励信号与电路原有的状态。

时序逻辑电路概述8.1同步时序所有触发器的时钟输入端连接在同一个时钟信号源上，也就是说，所有触发器会在同一时刻发生状态转换。同步时序电路中，如果时钟信号没来，输入信号的变化可以引起输出信号的变化，但触发器的状态不会改变。异步时序不同的触发器采用不同的时钟信号源，因此在不同的时刻发生状态转换，容易因为时间差异带来短时间输出状态不稳定，给电路设计和调试造成困难，在高速的现代数字系统中一般不采用异步时序电路。有限状态机时序电路工作时，电路在有限多个状态之间按照一定的规律转换，因此又被称为有限状态机（FiniteStateMachine，简称FSM）。

时序逻辑电路概述8.1米里型（Mealy）米里型时序电路的输出信号Y是输入信号X和电路状态Q两者的函数。米里型时序电路又称为米里型有限状态机。组合逻辑电路存储电路输出组合逻辑电路输入信号X输出信号Y时钟信号CLK状态信号Q

时序逻辑电路概述8.1莫尔型（Moore）莫尔型时序电路的输出信号Y仅仅是电路状态Q的函数。莫尔型时序电路是米里型电路的一种特例，又称为莫尔型有限状态机。组合逻辑电路存储电路输出组合逻辑电路输入信号X输出信号Y时钟信号CLK状态信号Q

时序逻辑电路分析方法8.2分析时序电路的主要步骤：①根据电路，写出每个触发器的输入端信号表达式，即得到驱动方程。由时序电路结构可知，触发器的输入端信号表达式通过分析组合逻辑电路就可获得；②根据触发器的特性方程，将输入端信号代入，即可得到状态方程；③根据电路，写出输出信号的表达式，即得到输出方程。由时序电路结构可知，输出信号的表达式也是通过分析组合电路就能获得的；④根据状态方程和输出方程，列写状态转换表，画出状态转换图和时序波形图；⑤根据状态转换图或时序波形图，分析电路的逻辑功能，如果必要，可用文字进行描述。

时序逻辑电路分析方法8