第六章时序逻辑电路-1.ppt

1、章目录章目录第第6 6章章 时序逻辑电路时序逻辑电路 6.1 6.1 概述概述 2.2.功能特点功能特点二、时序电路二、时序电路 一、组合电路一、组合电路 1.1.结构特点结构特点 1.1.结构特点结构特点 2.2.功能特点功能特点3.3.工作描述工作描述 4.4.分类分类 10/17/20241第六章 时序逻辑电路章目录章目录一、分析方法一、分析方法 6.2 6.2 时序电路的分析时序电路的分析 1.1.分析电路结构分析电路结构 2.2.写出四组方程写出四组方程 3.3.作状态转移表、状态转移图或波形图作状态转移表、状态转移图或波形图 4.4.电路的逻辑功能描述电路的逻辑功能描述 例例6.2

2、.1 6.2.1 例例6.2.2 6.2.2 二、分析举例二、分析举例 例例6.2.3 6.2.3 作业作业 10/17/20242第六章 时序逻辑电路章目录章目录6.1 6.1 概述概述 一、组合电路一、组合电路 第第6 6章章 时序逻辑电路时序逻辑电路 1.1.结构特点结构特点 (1)电路由逻辑门构成，不含记忆元件；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，电路中不含反馈输入信号是单向传输的，电路中不含反馈回路；回路；2.2.功能特点：功能特点：无记忆功能。无记忆功能。节目录节目录标题区标题区10/17/20243第六章 时序逻辑电路章目录章目录2.2.功能特点：功能特点

3、：例：对例：对JKFFJKFF，当，当J=K=1J=K=1时：时：二、时序电路二、时序电路 1.1.结构特点结构特点 (1)电路由组合电路和电路由组合电路和存储电路存储电路构成，含记忆构成，含记忆元件；元件；(2)电路中含有从输出到输入的反馈回路；电路中含有从输出到输入的反馈回路；Q Qn n=0=0，Q Qn+1n+1=1=1；有记忆功能。有记忆功能。Q Qn n=1=1，Q Qn+1n+1=0=0 标题区标题区节目录节目录10/17/20244第六章 时序逻辑电路章目录章目录3.3.工作描述工作描述 (1)(1)激励方程激励方程 (2)(2)状状态态方程方程 (3)(3)输输出方程出方程

4、(4)(4)时钟时钟方程方程 标题区标题区节目录节目录10/17/20245第六章 时序逻辑电路章目录章目录4.4.分分类类 (1)(1)按按Z(tZ(tn n)与与X(tX(tn n)是否有关是否有关米勒米勒(Mealy)(Mealy)型型摩尔摩尔(Moore)(Moore)型型标题区标题区节目录节目录10/17/20246第六章 时序逻辑电路章目录章目录(2)(2)按存储器的状态变化是否同时进行按存储器的状态变化是否同时进行同步时序电路：同步时序电路：电位异步时序电路：电位异步时序电路：只有一个时钟信号只有一个时钟信号无无时钟信号时钟信号，存储器采用异步（基本）触发器或延时元件（t）。多个

5、时钟信号多个时钟信号，存储器采用同步（时钟）触发器。异步时序电路异步时序电路脉冲异步时序电路：标题区标题区节目录节目录10/17/20247第六章 时序逻辑电路章目录章目录(1)(1)组合电路、存储电路组合电路、存储电路 6.2 6.2 时序电路的分析时序电路的分析 一、分析方法一、分析方法 1.1.分析电路结构分析电路结构(2)(2)输入信号输入信号X X、输出信号输出信号Z Z 节目录节目录标题区标题区10/17/20248第六章 时序逻辑电路章目录章目录2.2.写出四组方程写出四组方程(1)时钟方程时钟方程(2)各触发器的激励方程各触发器的激励方程(3)各触发器的次态方程各触发器的次态方

6、程(4)电路的输出方程电路的输出方程 3.3.作状态转移表、状态转移图或波形图作状态转移表、状态转移图或波形图 4.4.电路的逻辑功能描述电路的逻辑功能描述 标题区标题区节目录节目录10/17/20249第六章 时序逻辑电路章目录章目录例例6.2.1 6.2.1 分析分析图图6.2.16.2.1时序电路的逻辑功能。时序电路的逻辑功能。解：解：(1)(1)分析电路结构分析电路结构CP CP 不作为外部输入变量不作为外部输入变量X X，而作为时钟信号。而作为时钟信号。(2)(2)写出四组方程写出四组方程 标题区标题区节目录节目录10/17/202410第六章 时序逻辑电路章目录章目录时钟方程时钟方

7、程 CPCP1 1=CP=CP2 2=CP=CP3 3=CP=CP 各触发器的激励方程各触发器的激励方程 各触发器的次态方程各触发器的次态方程 D2=Q1nQ2nnnD3=Q1Q2，D1=Q1nQ3n CP=Q3n+1Q1nQ2n CP=Q2n+1Q1nQ2n标题区标题区节目录节目录10/17/202411第六章 时序逻辑电路章目录章目录 CP=Q1n+1Q1nQ3n电路的输出方程电路的输出方程 Z=Q3n(3)(3)作状态转移表、状态转移图或波形图作状态转移表、状态转移图或波形图 作状态转移表时，先列草表，再从初态作状态转移表时，先列草表，再从初态(预置预置状态或全零状态状态或全零状态)按状

8、态转移的顺序整理。按状态转移的顺序整理。标题区标题区节目录节目录10/17/202412第六章 时序逻辑电路章目录章目录 Q Qn n 3 3 Q Qn n 2 2 Q Qn n 1 1 Q Qn+1 n+1 3 3 Q Qn+1 n+1 2 2 Q Qn+1 n+1 1 1 Z Zn n 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 表表6.2.1例例6.2.1电路的状态转移表电路的状态转移表偏偏 离离 态态标题区标题

9、区节目录节目录10/17/202413第六章 时序逻辑电路章目录章目录表表6.2.2例例6.2.1电路状态转移表的另一种形式电路状态转移表的另一种形式CPCP的个数的个数 Q Q 3 3Q Q 2 2Q Q 1 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 标题区标题区节目录节目录10/17/202414第六章 时序逻辑电路章目录章目录0 0 00 0 10 1 01 0 00 1 11 1 01 1 11 0 1Q3

10、Q2Q1Xn/Zn/0/0/0/0/1偏离状态偏离状态有效循环有效循环图图6.2.2例例6.2.1电路的状态转移图电路的状态转移图标题区标题区节目录节目录10/17/202415第六章 时序逻辑电路章目录章目录RD 0 CP 5 5分频分频 Q1Q2Q3Z5 5分频分频图图6.2.3例例6.2.1电路的波形图电路的波形图5 5分频分频标题区标题区节目录节目录10/17/202416第六章 时序逻辑电路章目录章目录五进制同步加法计数器。计数对象是五进制同步加法计数器。计数对象是CPCP的上升的上升沿沿，Z Z作为进位信号，进位信息包含在作为进位信号，进位信息包含在Z Z的下降的下降沿沿。4 4(

11、4)(4)电路的逻辑功能描述电路的逻辑功能描述 1 1 1 1 0 0 标题区标题区节目录节目录10/17/202417第六章 时序逻辑电路章目录章目录例例6.2.2 6.2.2 分析分析图图6.2.46.2.4所示电路的逻辑功能。所示电路的逻辑功能。解：解：(1)(1)分析电路结构分析电路结构(2)(2)写出四组方程写出四组方程 CPCP1 1=CP=CP2 2=CP=CP 时钟方程：时钟方程：各触发器的激励方程各触发器的激励方程 K2=X 各触发器的次态方程各触发器的次态方程 K1=X Q2nJ2=X Q1n；J1=X；标题区标题区节目录节目录10/17/202418第六章 时序逻辑电路章

12、目录章目录电路的输出方程电路的输出方程(3)(3)作状态转移表、状态转移图作状态转移表、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+XQnQn CP1 1 2 Q2nZn=X Q1n标题区标题区节目录节目录10/17/202419第六章 时序逻辑电路章目录章目录当前输入当前输入 当前状态当前状态 下一状态下一状态 当前输出当前输出 X Xn n 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 0 0 0 0 0 0 0 0

13、 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 表表6.2.3(a)例例6.2.2电路的状态转移表电路的状态转移表标题区标题区节目录节目录10/17/202420第六章 时序逻辑电路章目录章目录表表6.2.3(b)例例6.2.2电路的状态转移表电路的状态转移表 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 Xn =0 Xn =1 Xn =0Xn =1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0

14、 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 标题区标题区节目录节目录10/17/202421第六章 时序逻辑电路章目录章目录表表6.2.3(c)例例6.2.2电路的状态转移表电路的状态转移表 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 标题区标题区节目录节目录10/17/202422第六章 时序逻辑电路章目录章目录图图6.2.5 例例6.2.2电路的状态转移图电路的状态转移图Q2Q1Xn/ZnA00B01D11C100

15、/00/00/01/01/01/00/01/1标题区标题区节目录节目录10/17/202423第六章 时序逻辑电路章目录章目录(4)(4)电路的逻辑功能描述电路的逻辑功能描述 该该电路是一个电路是一个“1111，”序列信号检测电路。序列信号检测电路。标题区标题区节目录节目录10/17/202424第六章 时序逻辑电路章目录章目录例例6.2.3 6.2.3 分析分析图图6.2.66.2.6时序电路的逻辑功能。时序电路的逻辑功能。解：解：(1)(1)分析电路结构分析电路结构(2)(2)写出四组方程写出四组方程 时钟方程：时钟方程：CPCP1 1=CP =CP，CP2=Q1,CP3=Q2 激励方程激

16、励方程 次态方程次态方程 输出方程输出方程 J J1 1=K=K1 1=1,=1,J J2 2=K=K2 2=1,=1,J J3 3=K=K3 3=1=1Qn+1=Qn Q23 3 Qn+1=Qn Q 2 2 1 Qn+1=Qn CP1 1 标题区标题区节目录节目录10/17/202425第六章 时序逻辑电路章目录章目录(3)(3)作状态转移表、状态转移图作状态转移表、状态转移图001000801110070010106111110500100140111013001011211111110000000CP3(Q2)CP2(Q1)CP1Q1Q2Q3时钟说明时钟说明电路状态电路状态CP个数个数标

17、题区标题区节目录节目录10/17/202426第六章 时序逻辑电路章目录章目录(4)(4)逻辑功能描述逻辑功能描述 该电路是一个该电路是一个异步异步3 3位二进制减法计数器位二进制减法计数器（异步（异步八进制减法计数器）。对八进制减法计数器）。对CPCP的下降沿计数。的下降沿计数。标题区标题区节目录节目录10/17/202427第六章 时序逻辑电路章目录章目录思考题思考题1.如何确定时序电路的初始状态？如何确定时序电路的初始状态？2.如何确定一个状态是有效状态还是无效状态？如何确定一个状态是有效状态还是无效状态？3.如何理解电路具有自启动性？如何理解电路具有自启动性？10/17/202428第六章 时序逻辑电路章目录章目录作业题作业题6.1标题区标题区6.66.810/17/202429第六章 时序逻辑电路章目录章目录X1XjZ1ZkQ1QmW1WlXQZW图图6.1.1时序电路的结构框图时序电路的结构框图10/17/202430第六章 时序逻辑电路章目录章目录图图6.2.1 例例6.2.1的电路的电路10/17/202431第六章 时序逻辑电路章目录章目录图图6.2.4 例例6.2.2的电路的电路10/17/202432第六章 时序逻辑电路章目录章目录图图6.2.6 例例6.2.3的电路的电路清清“0”10/17/202433第六章 时序逻辑电路