数字电路与系统第六章-课件1.ppt

1、第六章 时序逻辑电路 第一节 概述 2.功能特点二、时序电路 一、组合电路 1.结构特点 1.结构特点 2.功能特点11/19/20221一、分析方法 第二节 时序电路的分析 3.工作描述 1.分析电路结构 4.分类 2.写出四组方程 3.作状态转移表、状态转移图或波形图 4.电路的逻辑功能描述 例6.2.1 例6.2.2 二、分析举例 例6.2.3 11/19/20222第一节 概述 一、组合电路 第六章 时序逻辑电路 1.结构特点 (1)电路由逻辑门构成，不含记忆元件；(2)输入信号是单向传输的，电路中不含反馈回路；2.功能特点：无记忆功能。11/19/202232.功能特点：例：对JKF

2、F，当J=K=1时：二、时序电路 1.结构特点 (1)电路由组合电路和存储电路构成，含记忆元件；(2)电路中含有从输出到输入的反馈回路；Qn=0，Qn+1=1；有记忆功能。Qn=1，Qn+1=0 11/19/20224X1XjZ1ZkQ1QmW1WlXQZW图6.1.1时序电路的结构框图11/19/202253.工作描述(1)激励方程(2)状态方程(3)输出方程(4)时钟方程)(,),(),(,)()(11nmnnjninitQtQtXtXFtW ),2,1(li )(,),(),(,)()(111nmnnlninitQtQtWtWGtQ ),2,1(mi )(,),(),(,)()(11nm

3、nnjninitQtQtXtXHtZ ),2,1(ki 11/19/202264.分类(1)按Z(tn)与X(tn)是否有关米勒(Mealy)型摩尔(Moore)型11/19/20227(2)按存储器的状态变化是否同时进行同步时序电路：电位异步时序电路：只有一个时钟信号无时钟信号，存储器采用异步（基本）触发器或延时元件（t）。多个时钟信号，存储器采用同步（时钟）触发器。异步时序电路脉冲异步时序电路：11/19/20228(1)组合电路、存储电路 第二节 时序电路的分析 一、分析方法 1.分析电路结构(2)输入信号X、输出信号Z 2.写出四组方程(1)时钟方程(2)各触发器的激励方程 11/19

4、/20229(3)各触发器的次态方程(4)电路的输出方程 3.作状态转移表、状态转移图或波形图 4.电路的逻辑功能描述 例6.2.1 分析图6.2.1时序电路的逻辑功能。解：(1)分析电路结构CP 不作为外部输入变量X，而作为时钟信号。(2)写出四组方程 11/19/202210图6.2.1 例6.2.1的电路11/19/202211时钟方程 CP1=CP2=CP3=CP 各触发器的激励方程 各触发器的次态方程 D2=Q1nQ2nnnD3=Q1Q2，D1=Q1nQ3n CP=Q3n+1Q1nQ2n CP=Q2n+1Q1nQ2n11/19/202212 CP=Q1n+1Q1nQ3n电路的输出方程

5、 Z=Q3n(3)作状态转移表、状态转移图或波形图 作状态转移表时，先列草表，再从初态(预置状态或全零状态)按状态转移的顺序整理。11/19/202213 Qn 3 Qn 2 Qn 1 Qn+1 3 Qn+1 2 Qn+1 1 Zn 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 00 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 表6.2.1例6.2.1电路的状态转移表偏 离 态11/19/202214表6.2.2例6.2.1电路状态转移表的另一种形式CP的个数 Q 3Q

6、 2Q 1 Z Z 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 20 1 0 0 3 0 1 1 0 4 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 11 0 1 0 0 0 1 1 111 1 0 0 1 11/19/2022150 0 00 0 10 1 01 0 00 1 11 1 01 1 11 0 1Q3Q2Q1Xn/Zn/0/0/0/0/1偏离状态有效循环图6.2.2例6.2.1电路的状态转移图11/19/202216RD 0 CP 5分频 Q1Q2Q3Z5分频图6.2.3例6.2.1电路的波形图5分频11/19/202217五进制同步加法计数器。计数对象是

7、CP的上升沿，Z作为进位信号，进位信息包含在Z的下降沿。4(4)电路的逻辑功能描述 1 1 0 11/19/202218例6.2.2 分析图6.2.4所示电路的逻辑功能。解：(1)分析电路结构(2)写出四组方程 CP1=CP2=CP 时钟方程：各触发器的激励方程 K2=X 各触发器的次态方程 K1=X Q2nJ2=X Q1n；J1=X；11/19/202219图6.2.4 例6.2.2的电路11/19/202220电路的输出方程(3)作状态转移表、状态转移图Qn+1=J2Qn+K2Qn CP2 2 2 =XQnQn+XQn CP2 2 1 Qn+1=J1Qn+K1Qn CP1 1 1 =XQn

8、+XQnQn CP1 1 2 Q2nZn=X Q1n11/19/202221当前输入 当前状态 下一状态 当前输出 Xn Qn 2 Qn 1 Qn+1 2Qn+1 1 Zn 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 表6.2.3(a)例6.2.2电路的状态转移表11/19/202222表6.2.3(b)例6.2.2电路的状态转移表 Q Qn n 2 2 Q Qn n 1 1 Q Qn+1 n+1 2 2Q Qn+1 n+1 1 1 Z Zn n

9、Xn =0 Xn =1 Xn =0Xn =1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 11/19/202223表6.2.3(c)例6.2.2电路的状态转移表 N(t)Z(t)N(t)Z(t)X Xn n =0=0 X Xn n =1=1 X Xn n =0=0 X Xn n=1=1A A B 0 0 B A C 00 C A D 00 D A D 0 1 11/19/202224图6.2.5 例6.2.2电路的状态转移图Q2Q1Xn/ZnA00B01D11C100/00/00/01/01/01/00/01/

10、111/19/202225(4)电路的逻辑功能描述 该电路是一个“1111，”序列信号检测电路。例6.2.3 分析图6.2.6时序电路的逻辑功能。解：(1)分析电路结构(2)写出四组方程 时钟方程：CP1=CP，CP2=Q1,CP3=Q2 11/19/202226图6.2.6 例6.2.3的电路清清“0”11/19/202227激励方程 次态方程 输出方程 J1=K1=1,J2=K2=1,J3=K3=1Qn+1=Qn Q23 3 Qn+1=Qn Q 2 2 1 Qn+1=Qn CP1 1 11/19/202228(3)作状态转移表、状态转移图001000801110070010106111110500100140111013001011211111110000000CP3(Q2)CP2(Q1)CP1Q1Q2Q3时钟说明电路状态CP个数11/19/202229(4)逻辑功能描述 该电路是一个异步3位二进制减法计数器（异步八进制减法计数器）。对CP的下降沿计数。11/19/202230作业题6.811/19/202231