第六章清华 (2)ppt课件

1、三、典型的时序逻辑电路三、典型的时序逻辑电路串行加法器串行加法器101101011111000000111011一位全加器一位全加器D触发器触发器CPQCICO1DC1BSA 组合电路：组合电路：电路的输出只与当前的输入有关，而与以电路的输出只与当前的输入有关，而与以前的输入无关。前的输入无关。 时序电路：时序电路：电路在某一给定时辰的输出，不仅取决于电路在某一给定时辰的输出，不仅取决于该时辰电路的输入该时辰电路的输入,还取决于前一时辰电路还取决于前一时辰电路的形状。的形状。构造：组合电路构造：组合电路+触发器。触发器。一、一、 什么是时序逻辑电路？什么是时序逻辑电路？构造：由门电路构成。构造

2、：由门电路构成。 输出方程：输出方程： 形状方程：形状方程：Qn+1=F3 ( Z, Qn ) 驱动方程驱动方程:Z=F2 ( X, Qn )二、时序电路的模型二、时序电路的模型Y=F1 ( X, Qn )Z组合电路组合电路触发器触发器CPXYQ输入信号输入信号输出信号输出信号形状信号形状信号驱动信号驱动信号),(),(),(QXFYqqqxxxfyqqqxxxfylijli输出方程21211212111),(),(),(QXFYqqqxxxgzqqqxxxgzlikli驱动方程21211212111),(*),(),(*QZHQqqqzzzhqqqqzzzhqlillli状态方程212121

3、2111四、时序逻辑电路的分类四、时序逻辑电路的分类 按控制时序形状的脉冲源来分：按控制时序形状的脉冲源来分：同步时序电路：同步时序电路：异步时序电路：异步时序电路：一切触发器由同一时钟脉冲源控制一切触发器由同一时钟脉冲源控制没有一致的时钟脉冲没有一致的时钟脉冲Q0FF0Q1CPFF2Q2FF11DC11DC11DC1“1Q0FF0Q1CPFF2Q2FF11DC11DC11DC1四、时序逻辑电路的分类续四、时序逻辑电路的分类续 按输出按输出Y与现态与现态Qn及输入及输入X 的关系分：的关系分：穆尔型穆尔型Moore：输出只和现态有关，与输入无关。：输出只和现态有关，与输入无关。米里型米里型Me

4、aly：输出不仅和现态有关，还和输入有关。：输出不仅和现态有关，还和输入有关。Y=F1 (Qn )Y=F1 ( X, Qn )写各触发器的驱动方程写各触发器的驱动方程写电路的输出方程写电路的输出方程写触发器的形状方程写触发器的形状方程作形状真值表及形状转换图作形状真值表及形状转换图作时序波形图作时序波形图得到电路的逻辑功能得到电路的逻辑功能同同步步时时序序电电路路的的分分析析方方法法输入端的表达式，输入端的表达式，如如T、J、K、D组合电路的输出组合电路的输出描画形状转换描画形状转换关系的表格关系的表格画出时钟脉冲作用下画出时钟脉冲作用下的输入、输出波形图的输入、输出波形图2321331212

5、132111QKQQJQQKQJKQQJ,)(, )(.写驱动方程： 32321323121213212QQQQQQQQQQQQQQQQQKQJQJK*)(*.，得状态方程：触发器的特性方程（代入323QQY 输出方程.TTL电路电路例：请分析以下同步时序电路：例：请分析以下同步时序电路： 1写出驱动方程：写出驱动方程： 10120KQQJnnnnnQQKQJ20101nnnQKQQJ12102(2) (2) 写出形状方程写出形状方程 nnnnnnnnQQQQQQKQJQ12010111111nnnnnnnnQQQQQQKQJQ21210222212nnnnnnQQQQKQJQ01200001

6、03写出输出方程：写出输出方程： 1写出驱动方程：写出驱动方程： 10120KQQJnnnnnQQKQJ20101nnnQKQQJ12102nnQQY21YQQQQQQ*123123YQQQCLK123 3232132312121321QQQQQQQQQQQQQQQQ*)(*32QQY 4根据形状根据形状方程列出形状。方程列出形状。 nnnnQQQQ01210nnnnnnQQQQQQ1201011nnnnnnQQQQQQ2121012nnQQY2100000011Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Y5作出形状图作出形状图 111001000011110100101Q2Q1Q0010 00011

7、0七个形状构成循七个形状构成循环，称为有效循环。环，称为有效循环。 “111位于有效循环之外位于有效循环之外，称为无效形状。，称为无效形状。 假设无效形状在假设干个假设无效形状在假设干个CP作用后，最终能进入有效作用后，最终能进入有效循环称该电路具有自启动才干循环称该电路具有自启动才干。上述时序电路可以自启动。上述时序电路可以自启动。 6时序图设时序图设Q2Q1Q0初态为初态为000 7结论：同步自然态序七进制计数器。结论：同步自然态序七进制计数器。 YQ2Q1Q0CP0100101100100001100000111212111QQADQD驱动方程：)(212112QQAQDQ*)(状态方程

8、：212121213QQAQQAQQAQQAY )()()(输出方程：AYQQ*1212QQTTL电路1131clkQQQ *222clkQQ *改变随高电平期间DQclkLS 7574并行存放器并行存放器一、具有清零功能的一、具有清零功能的4 4位并行输入并行输出存放器：位并行输入并行输出存放器： 01000010111011只需只需CP脉冲的上升沿到来后，数据才干存入存放器。脉冲的上升沿到来后，数据才干存入存放器。 存放器是数字系统常用的逻辑部件，它用来存放存放器是数字系统常用的逻辑部件，它用来存放数码或指令等。它由触发器和门电路组成。一个触数码或指令等。它由触发器和门电路组成。一个触发器

9、只能存放一位二进制数，存放发器只能存放一位二进制数，存放 n 位二进制时，位二进制时，要要 n个触发器。个触发器。按功能分按功能分清零清零存放指令存放指令RD.QDF0d0Q0.Q.DF1d1Q1.d2Q.DF2Q2QDF3d3Q3000011011101触发器形状不变触发器形状不变RDSDd3RDSDd2RDSDd1RDSDd010清零清零1100&Q0&Q1&Q2&Q31100&QQQQ0000001110101111动画动画清零清零D1移位脉冲移位脉冲23410111QQ3Q1Q2RD000000010011101110111 1QJKF0Q0QJ

10、KF2QJKF1QJKF3QQQ从高位向低从高位向低位依次输入位依次输入111010110011000输出输出清零清零D10111QQ3Q1Q2RD10111 1QJKF0Q1QJKF2QJKF1QJKF3QQQ5移位脉冲移位脉冲786左移存放器波形图左移存放器波形图12345678C111111DQ0Q3Q2Q1111待存待存数据数据01110001123移位脉冲移位脉冲Q2 Q1 Q0移位过程移位过程Q3寄寄 存存 数数 码码 D001110000清清 零零110左移一位左移一位001011左移二位左移二位01011左移三位左移三位10114左移四位左移四位101并并 行行 输输 出出1

11、清零清零0DQ2SDRDd2&F2Q1SDRDd1&F1Q0SDRDd0&F0DDQ3SDRDd3&F3DDCF3F2F1F0d0d1d2d3Q0Q1Q2Q3F3F2F1F0dQ0Q1Q2Q3F3F2F1F0d0d1d2d3Q3Q3F3F2F1F0d既能左移也能右移。既能左移也能右移。DQ2DQ1DQ01&111&1&.RDCS左移输入左移输入 待输数据由待输数据由 低位至高低位至高 位依次输入位依次输入待输数据由待输数据由高位至低位高位至低位依次输入依次输入101右移输入右移输入移位控制端移位控制端000000&010一、右移存

12、放器一、右移存放器1用用D触发器也可用触发器也可用JK触发器触发器 2驱动方程驱动方程 D0=DIR D1=Q0 D2=Q1 D3=Q2 3逻辑电路图逻辑电路图 1DC1FF01DC1FF11DC1F F21DC1F F3Q1Q2Q3Q0CPDIR移位存放器移位存放器思索：用思索：用JK触发器如何实现上述电路？触发器如何实现上述电路？ 串行数据串行数据输入端输入端4动作特点动作特点 设移位存放器的初始形状设移位存放器的初始形状Q0Q1Q2Q3=0101，DIR的输入为的输入为1。 移位存放器移位存放器0101Q1 Q2DIRQ3Q0110101 溢出溢出在在CP脉冲作用下，数据右移一位。脉冲作

13、用下，数据右移一位。 5任务波形任务波形 设移位存放器的初始形状设移位存放器的初始形状Q0Q1Q2Q3=0000，DIR的输入代码为的输入代码为1011，请画出各触发器输出端在移位过程中的波形。，请画出各触发器输出端在移位过程中的波形。 移位存放器移位存放器tttQ0Q1Q2Q30000t00001010100001001011DIRCP0t0t11018位移位存放器位移位存放器74HC164移位存放器移位存放器二、左移存放器二、左移存放器 1用用D触发器；触发器； 2驱动方程驱动方程 D0=Q1 D1=Q2 D2=Q3 D3=DIL 3逻辑图逻辑图 移位存放器移位存放器DILQ0FF0Q1F

14、F1Q2FF2Q3C11DCPC11DC11DC11DFF3串行数据输串行数据输入端入端功能。有异步置状态无关，存入，与此前后的时，将01757430DDDCLKHC翻转一级触发器原来的状态到达时，各触发器按前所以触发器有延迟时间因为CLKtpd位数据依次右移1数据运算并代码转换，串应用：三、多功能存放器并行置数、左移、右移、坚持三、多功能存放器并行置数、左移、右移、坚持 1用用D触发器触发器 ；2添加两根控制信号添加两根控制信号S1、S0，用以控制存放器的功能：，用以控制存放器的功能： S1 S0 功能功能 0 0 坚持坚持 0 1 右移右移 1 0 左移左移 1 1 并行置数并行置数 3驱

15、动方程驱动方程 001101010010DSSQSSDSSQSSDIR1012010011011DSSQSSQSSQSSD2013011012012DSSQSSQSSQSSD301012013013DSSDSSQSSQSSDIL以上以上4个方程可以用个方程可以用4个四选一的数据选择器来实现。个四选一的数据选择器来实现。 移位存放器移位存放器574LS194逻辑符号和功能表逻辑符号和功能表 移位存放器移位存放器1S0S1S0S11111012010011011QQQQSQSRDSSQSSQSSQSSS *的工作状态就可以选择通过控制19401SS2D 按计数脉冲引入方式，分为同步和异步计数器按计

16、数脉冲引入方式，分为同步和异步计数器 按进位制，分为二进制、十进制和按进位制，分为二进制、十进制和N进制计数器进制计数器 按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器 按集成度，分为小规模与中规模集成计数器按集成度，分为小规模与中规模集成计数器一、计数器的分类一、计数器的分类10021TQQQTiii.ETEPDLRCLKD1.741611.74161的主要功能：的主要功能： 同步计数器同步计数器 异步清零功能异步清零功能 同步并行置数功能同步并行置数功能 同步二进制加计数器同步二进制加计数器 坚持功能坚持功能同步计数器同步计数器 一切的触发器采用同一时钟信号。

17、一切的触发器采用同一时钟信号。外部外部CP脉冲为上升沿触发。脉冲为上升沿触发。 1异步清零功能异步清零功能 异步清零功能。异步清零功能。当当 Rd=0时，时，Q3Q2Q1Q0=0000 。00同步计数器同步计数器2同步并行置数功能同步并行置数功能 Rd=1,LD=0时时 10111011011111111同步计数器同步计数器3同步二进制加计数器同步二进制加计数器Rd=1,LD=1时时 0111111111同步计数器同步计数器4坚持功能坚持功能 Rd=1,LD=1时，时，EP ET=0时时进位输出进位输出000002. 741612. 74161的逻辑符号的逻辑符号3. 741613. 7416

18、1的功能表的功能表Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161 CPEPETCOLDRd同步计数器同步计数器Q0 Q1 Q2 Q34. 4. 运用运用 1CP同步计数器同步计数器1 实现同步二进制加计数实现同步二进制加计数 Q0 Q1 Q2 Q3D0 D1 D2 D374161 CPEPETCOLDRd111Q0 Q1 Q2 Q3计数计数0000000101000011001010101001100001110110010111111110110111001011Q3Q2Q1Q010021TQQQTiii.加/减计数器加/减计数结果加/减计数器计数结果两种处理方案DUDLSCLKI101010TQDUQDUTijjijji)()(DUijjDijjUiCLKCLKCLKQCLKQCLKCLK0101001012QQCLKQQCLKCLKDU10T3001QQQT212QQT 030120123QQQQQQQQT能自启动ETEPDLRCLKD10T)