第六章 时序逻辑电路

1、第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 步分类步分类一、时序逻辑电路功能描述方法一、时序逻辑电路功能描述方法分析一个时序电路，就是要找出给定电路的逻辑功能。分析一个时序电路，就是要找出给定电路的逻辑功能。具体地说，具体地说，就是要求找出电路的状态和输出的状态，在输入就是要求找出电路的状态和输出的状态，在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。变量和时钟信号作用下的变化规律。11( )( ),( )( )( ),( )() ( ),( )()( ),( )nnnnnnnnnnnnY tF X tQ tZ tH X tQ tQ tG Z tQ tQ tG X tQ t时序电路的时序电路的结构框图结构框

2、图l 输入输入 现态现态X(tn) Q(tn) 输出输出 次态次态 Y(tn) Q(tn+1) X(ti) Q(ti) Y(ti) Q(ti+1) ti 时刻时刻:Q(ti)Q(ti+1)X(ti)/Y(ti)给定：给定：电路电路任务：任务：同步时序电路的同步时序电路的分析步骤分析步骤：解：解：1.1. 写方程式写方程式输出方程：输出方程：n2100nQ Q21y =nnxQ Q驱动方程：（即各驱动方程：（即各FF输入端的表达式）输入端的表达式）1212122121D()()D()()()nnnnnnnnx QQx QQx QQx QQCLKFF11DQ1&xFF21DQ2&y

3、QQQQ C1C1 进位输出进位输出CLKD0D1D2D3Q0Q1Q3Q2CLKC74160(2)EPET1D0D1D2D3Q0Q1Q3Q2CLKC74160(3)EPET1D0D1D2D3Q0Q1Q3Q2CLKC74160(1)EPET11RdLDRdLDRdLDS0S1SaSbSM-1Sa+1Sb+1MNS0S1SaSbSM-1Sa+1Sb+1MNQ3Q2Q1Q0nnnnLDQQQQ 3210()()30nnLDQ Q ()0解：解：74161的计数循环共有的计数循环共有16个状态，故个状态，故M16；要得到一个；要得到一个十进制计数器，所以十进制计数器，所以N=10，可见题目要求将一个，

4、可见题目要求将一个大大进制计数进制计数器器改改造成一个造成一个小小进制计数器。进制计数器。 按按“大大小小”的构成原则应先确定的构成原则应先确定Sa和和Sb。从。从M和和N循环可循环可得得Sa=0000，Sb=1001；将；将Sa加到加到74161的预置数输入端，对的预置数输入端，对Sb译码。译码。 译码电路：注意译码电路的输出是低电平有效，故识别译码电路：注意译码电路的输出是低电平有效，故识别一个代码的译码逻辑输入变量最小项的反函数，即一个代码的译码逻辑输入变量最小项的反函数，即3210()()nnnnLDQQQQ 上面的译码逻辑可区别上面的译码逻辑可区别Sb与与M循环中的其他状态。但改造后

5、，计循环中的其他状态。但改造后，计数器只在数器只在N循环中运行，因此只需将循环中运行，因此只需将Sb与与N循环的其他状态区别循环的其他状态区别开来即可，这意味着可对上式译码逻辑进行简化。开来即可，这意味着可对上式译码逻辑进行简化。Sb区别区别N循环循环的特征是：的特征是：Q3=Q0=1;对对Sb的译码特征，简化后的译码逻辑：的译码特征，简化后的译码逻辑：LD=(Q3Q0)根据简化后的译码逻辑画出改造后的十进制计数器如图所示。根据简化后的译码逻辑画出改造后的十进制计数器如图所示。Q0Q1Q2Q3D0D1D3D2CLKC74161CLKEPET11RdLD0Q0Q1Q2Q3D0D1D3D2RdCL

6、KC74161(1)CLKLDEPET11Q0Q1Q2Q3D0D1D3D2CLKC74161(2)EPET1111RdLD00000001 0010 SbSa 1000 0111 0110 0101 1111 0100N2 NN1N27963 fC2=fCLK/N=2HzQ0Q1Q2Q3D0D1D3D2RdCLKC74161(1)CLKLDEPET11Q0Q1Q2Q3D0D1D3D2CLKC74161(2)EPET1111RdLD N29Q2Q1 0001 02 NSaSb 42 41 40 99 39复复 习习任意进制计数器任意进制计数器小小大大串接（同步，异步）串接（同步，异步）大大小小S

7、0S1SaSbSM-1Sa+1Sb+1MNQ0Q1Q2Q3D0D1D3D2RdCLKC74160(1)CLKLDEPET11Q0Q1Q2Q3D0D1D3D2RdCLKC74160(2)LDEPET11五、移位寄存器型计数器五、移位寄存器型计数器1. 构成：移位寄存器构成：移位寄存器+反馈逻辑电路，如图所示。反馈逻辑电路，如图所示。 2. 环形计数器环形计数器 四位环形计数器的电路如图所示。四位环形计数器的电路如图所示。DIRCLKFF1FF0FF2FF3Q3Q1DQC1Q1DQC1Q1DQC1Q1DQC1Q2Q0Q1103110121132nnnnnnnnQQQQQQQQ 0210210()DQ Q QQQQ 可自启动的环形计数器可自启动的环形计数器环形计数器的状态转换图环形计数器的状态转换图yx1nQ0nQ图图 6-481nyxQ11101010()()nnnnnnQxQxQQx QQ11101110110100()()()() 0nnnnnnnnnnnnQxQxQQQxQxQ QQx QQQ 将无效状态将无效状态Q1Q0=11带入状态方程，得电路的状态转换图，从带入状态方程，得电路的状态转换图，从而可知该电路能够自启动。而可知该电路能够自启动。6. 6.