数字电子技术基础：时序逻辑电路PPT教学课件.pptx

模块五时序逻辑电路数字电子技术基础

时序逻辑电路和组合逻辑电路是数字电子技术的两个重要组成部分。组合逻辑电路的特点是输出信号只取决于输入信号，一旦输入信号撤销，输出信号也随之消失。而时序逻辑电路在任何一个时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，还与电路原来的状态有关。序言

概述时序逻辑电路的分析寄存器和移位寄存器计数器目录CONTENTS1234

概述1整体结构介绍时序逻辑电路分类时序逻辑电路描述方法

一、整体结构由时序逻辑电路的特性可知，该电路中必须含有具有记忆能力的存储元件，最常用的存储元件是触发器。如图5-1所示，在时序逻辑电路中既包含输出信号只取决于输入信号的门电路部分，又包含能实现存储功能的触发器部分。图5-1时序逻辑电路示意图

二、时序逻辑电路分类按照时序逻辑电路中触发器触发方式的不同，时序逻辑电路可以分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。1、同步时序逻辑电路同步时序逻辑电路中所有的触发器共用一个时钟信号CP，各个触发器状态变化都在时钟信号CP的作用下同时发生。2、异步时序逻辑电路异步时序逻辑电路中的触发器不共用一个时钟信号，各个触发器状态变化有先有后。

三、时序逻辑电路描述方法常用的时序逻辑电路描述方法有方程式、状态表、状态图和时序图。1、方程式描述以图5-1中的同步时序逻辑电路为例，进行描述时，所列方程式要包括输出方程、驱动方程和状态方程。（1）输出方程输出方程是时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态的函数：Z=Q1nQ0n

三、时序逻辑电路描述方法（1）驱动方程驱动方程是各触发器输入端的逻辑表达式：J0=K0=XJ1=K1=Q0n?

三、时序逻辑电路描述方法2、状态表描述状态表是一组描述输入信号、输出信号、触发器现态和次态之间关系的表格，可以清楚地表达时序逻辑电路实现的功能。在图51中的时序逻辑电路，输入为X，输出为Z，触发器现态是Q1n和Q0n，触发器次态是Q1n＋1和Q0n＋1。给定X，计算得出表5-1。表5-1时序逻辑电路状态表XQ1nQ0nQ1n+1Q0n+1/Z00000/000111/001010/001101/110001/010110/011011/011100/1

三、时序逻辑电路描述方法3、状态图描述状态图描述的是触发器的动态行为，显示了触发器如何根据当前所处的状态对不同的情况做出反应。如图5-2所示，圆圈和圈中数值表示某种状态下的编码，箭头表示状态转换的前进方向，如果箭头的起点和终点都是本身就表示状态维持不变，箭头旁边的带斜线的数值分别表示输入信号X(斜线左侧)和输出信号Y(斜线右侧)的逻辑值。图5-2时序逻辑电路状态图

三、时序逻辑电路描述方法4、时序图描述时序图描述的是在时钟源CP作用下时序逻辑电路的状态及输出随输入和时间变化的波形，通常指有效循环的波形图。它能够直观地描述时序逻辑电路的输入信号、时钟信号、触发器状态和输出信号在时间上的对应关系。如图53所示，时序图清晰地描述了在输入和时钟源的作用下，各个触发器状态的变化情况。图5-3时序逻辑电路时序图

时序逻辑电路的分析2同步时序逻辑电路分析的一般步骤同步时序逻辑电路分析举例异步时序逻辑电路的分析

时序逻辑电路的分析时序逻辑电路的分析就是根据所给的电路逻辑图找出电路所实现的功能。对于同步时序逻辑电路，内部各触发器是在时钟脉冲作用下同步进行的，可以根据输入信号和触发器现态来确定输出和触发器次态。而异步时序逻辑电路中各个触发器受不同时钟脉冲的控制，因而在分析时需要特别关注时钟脉冲，根据时钟信号、输入信号和触发器现态来确定输出和触发器次态。最后，根据已有的时序逻辑电路描述方法来判断电路实现的功能。小知识

一、同步时序逻辑电路分析的一般步骤要确定同步时序逻辑电路所实现的功能，通常要给出逻辑图的描述方法，再通过描述方法来进行分析判断。由于同步时序逻辑电路中所有的触发器共用一个时钟信号，只要依次求出时序逻辑电路的驱动方程、输出方程和状态方程，再求出状态表、状态图、时序图中的一种或者多种，即可得到分析结果，流程图如图5-4所示。图5-4同步时序逻辑电路分析步骤流程图

二、同