数字电子技术基础课件：时序逻辑电路.pptx

数字电子技术

时序逻辑电路

6.1概述

6.2时序逻辑电路的分析方法

6.3常用时序逻辑电路

6.4时序逻辑电路的设计方法

6.5应用案例

知识图谱

同步二进制计数器

同步十进制计数器

同步二进制加法计数器

同步二进制减法计数器

同步二进制可逆计数器

按触发器的状态变化是否同步：同步时序电路和异步时序电路

按逻辑功能分为：计数器、寄存器、顺序脉冲发生器

按输出信号的特性分为：米利(Mealy)型和穆尔(Moore)型

(★,)

(★,)

(★,)

6.1概述

在任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态(与以前的输入有关）。

1.时序逻辑电路=触发器+组合逻辑电路(逻辑门电路)；

2.存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端与输入信号一起，

共同决定组合逻辑电路的输出。

特点：

6.1概述

输出方程：Y=F[X,Qn]

驱动方程：Z=G[X,Qn]

状态方程：Qn+1=H[Z,Qn]

6.1概述

1．根据触发控制方式分：

2．按逻辑功能分：计数器、寄存器、顺序脉冲发生器。

3．按输出信号的特性分：米利(Mealy)型和穆尔(Moore)型。

同步计数器比异步计数器的速度快得多，但结构较复杂。

米利(Mealy)型时序电路——输出Y受触发器状态Qn和外部输入X控制。Y=F[X,Qn]

穆尔(Moore)型时序电路——输出Y仅受触发器状态Qn控制，与外部的

输入X无关。Y=F[Qn]

同步时序电路——电路中所有触发器由同一时钟触发。

异步时序电路——电路中至少有一个触发器的触发时钟与其它触发器不同。

同步电路，CP下降沿作用

1.时序逻辑电路由哪几部分组成？它和组合逻辑电路的区别是什么？

2.描述时序逻辑电路逻辑功能的方法有哪几种？

3.存储电路的作用是什么？

4.时序逻辑电路的特点有哪些？

6.2时序逻辑电路的分析方法

时序逻辑电路的分析，是根据给定电路的逻辑图，分析该电路工作过程、性质及功能。

6.2时序逻辑电路的分析方法

将驱动方程代入相应触发器的特性方程中所得到的方程

基本步骤：

1.根据给定的电路，写出它的输出方程和驱动方程，并求

状态方程。

时序电路的输出逻辑表达式。

各触发器输入信号的逻辑表达式。

2.列状态转换真值表。

简称状态转换表，是反映电路状态转换的规律与条件的表格。

方法：将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程进行计算，求出相应的次态和输出，从而列出状态转换表。

如现态起始值已给定，则从给定值开始计算。如没有给定，则可设定一个现态起始值依次进行计算。

3.分析逻辑功能。

根据状态转换真值表来说明电路逻辑功能。

4.画状态转换图和时序图。

在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。

用圆圈及其内的标注表示电路的所有稳态，用箭头表示状态转换的方向，箭头旁的标注表示状态转换的条件，从而得到的状态转换示意图。

一、同步时序逻辑电路的分析

6-1试分析图示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。

这是时钟CP下降沿触发的同步时序电路，

分析时不必考虑时钟信号。

分析如下：

Q2n

Y=Q2nQ0n

J2=Q1nQ0n，

K2=Q0n

1.写方程式

(1)输出方程

(2)驱动方程

Q0n

代入J2=Q1nQ0n，K2=Q0n

(3)状态方程

代入J0=K0=1

2.列状态转换真值表

设电路初始状态为Q2Q1Q0=000，则

0

将现态代入输出方程求Y

Y=Q2nQ0n=0·0=0

2.列状态转换真值表

设电路初始状态为Q2Q1Q0=000，则

将新状态作现态，再计算下一个次态。

Y

输出

次态

现态

0

0

Y=Q2nQ0n=0·1=0

可见：电路在输入第6个脉冲CP时返回原来状态，同时在Y端输出一个进位脉冲下降沿。以后再输入脉冲，将重复上述过程。

该电路能对CP脉冲进行六进制计数，并在Y端输出脉冲下降沿作为进位输出信号。故为六进制计数器。

依次类推

2.列状态转换真值表

设电路初始状态为Q2Q1Q0=000，则

3.逻辑功能说明

Y

输出

次态

现态

0

0

一直计算到状态进入循环为止

CP脉冲也常称为计数脉冲。