数字电路讲义第六章w

1、第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第一节第一节 概述概述一、时序电路（一、时序电路（Sequence Circuit）框图框图第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第一节第一节 概述概述一、时序电路（一、时序电路（Sequence Circuit）框图框图tn 、 tn+1的含义的含义X、Z、W、Y ？XZWY电路的描述：电路的描述：第一节第一节 概述概述二、时序电路的分类二、时序电路的分类 同步时序逻辑电路：所有触发器共用同一个时钟同步时序逻辑电路：所有触发器共用同一个时钟 异步时序逻辑电路：异步时序逻辑电路： 摩尔型摩尔型Moore： 无外部输入，即状态机无外部输入，即状态机 米里

2、型米里型Mealy： 有外部输入有外部输入按时钟按时钟分类分类按输入按输入分类分类第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第二节第二节 同步时序电路的分析同步时序电路的分析分析出电路的功能分析出电路的功能是什么？是什么？第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第二节第二节 同步时序电路的分析同步时序电路的分析波形分析波形分析步骤：步骤： 1.观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路输出函数观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程方程 3.

3、列出状态转换表列出状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出对应波形图视需要画出电路的输入输出对应波形图 6.最后判断电路的逻辑功能最后判断电路的逻辑功能 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能例例6-9 试分析图试分析图6-61所示由所示由JK触发器构成的时序电路，列出触发器构成的时序电路，列出其状态转换表和转换图，并说明其逻辑功能。其状态转换表和转换图，并说明其逻辑功能。分析的目

4、的：归纳总结分析的目的：归纳总结Q3Q2Q1Q0的变化规律的变化规律步骤：步骤： 1.观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 对中规模功能块构成的电路，

5、可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能步骤：步骤： 1.观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中各触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 步骤：步骤： 1.观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态

6、状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能2. 求激励函数，状态方程求激励函数，状态方程J0 = 1 K0= 1 J1= Q0 +Q3Q2 K1= Q0J2 = Q1Q0K2= Q3 +Q1Q0J3 = Q2Q

7、1Q0K3= Q2Qn+1= J Q n + K Q n Q0n+1 = Q0n Q1n+1 = Q2nQ3nQ1n+Q0nQ1nQ2n+1 = Q1nQ0nQ2n + Q3nQ1nQ0nQ2nQ3n+1 = Q2nQ1nQ0nQ3n+Q2nQ3n步骤：步骤： 1.观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转

8、换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表现态现态次态次态按列按列填表填表步骤：步骤： 1.观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励

9、函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6.最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点最后判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能4 状态图状态图步骤：步骤： 1.观察电路，写出电

10、路存储器中个触发器的激励函数、电路观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程即新的状态方程 3.列出状态状态转换表列出状态状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出波形图视需要画出电路的输入输出波形图 6. 判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点，是否能自启动判断电路的逻辑功能，并评述其优缺点，是否能自启动 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连

11、接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路的功能功能6 判断电路的逻辑功能判断电路的逻辑功能余余3码模十计数器码模十计数器可以自启动可以自启动工作循环工作循环什么类型？什么类型？同步时序电路同步时序电路米里型米里型1.激励函数激励函数 输出函数输出函数输出与输入有组合关系输出与输入有组合关系2.状态转换表状态转换表填表填表顺序顺序3.状态图状态图110检测检测4.波形图波形图第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计例：设计例：设计110检测器检测器分析步骤：分析步骤： 1.观察电路，写出电路存储

12、器中个触发器的激励函数、电路输出函数观察电路，写出电路存储器中个触发器的激励函数、电路输出函数 2.由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程由触发器的特征方程和激励函数求出存储器的输出方程，即新的状态方程 3.列出状态转换表列出状态转换表 4.画出相应的状态转换图画出相应的状态转换图 5.视需要画出电路的输入输出对应波形图视需要画出电路的输入输出对应波形图 6.最后判断电路的逻辑功能最后判断电路的逻辑功能 对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列对中规模功能块构成的电路，可根据这类器件的功能表和外部连接电路直接列出状态转换表，从而判断整个电路

13、的功能出状态转换表，从而判断整个电路的功能第六章第六章 时序逻辑电路时序逻辑电路 第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动例：设计例：设计110检测器检测器第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计一、状态图的建立一、状态图的建立例：试建立例：试建立111序列检测器

14、状态图，连续输入序列检测器状态图，连续输入3个或个或3个个以上的以上的1，电路的输出为，电路的输出为1，否则输出为，否则输出为0。 米利型（米利型（Mealy）：）：莫尔型（莫尔型（Moore）：）：解：解：1. 设输入、输出变量设输入、输出变量 2. 建立状态图（状态图设置和建立），状态化简建立状态图（状态图设置和建立），状态化简 3. 电路设计电路设计第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计二、设计电路二、设计电路 例：试设计例：试设计1011序列检测电路序列检测电路 。 01011CPXZ第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变

15、量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动设设A为初态，输入为初态，输入00设设B状态为输入状态为输入1设设C状态为输入状态为输入10设设D状态为输入状态为输入101第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换

16、表4.求输出方程，画逻辑图求输出方程，画逻辑图5.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计第三节第三节 同步时序电路的设计同步时序电路的设计设计步骤：设计步骤：1.设置输入、输出变量设置输入、输出变量2.建立转换状态图，确定触发器数目建立转换状态图，确定触发器数目3.列状态转换表列状态转换表4.确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程确定触发器类型，求出激励方程，求输出方程5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启动5.画逻辑图画逻辑图6.讨论是否有孤立态，能否自启动讨论是否有孤立态，能否自启

17、动例：设计一个模例：设计一个模7同步二进制加法计数器同步二进制加法计数器例：试设计一个可变模同步分频器，当控制输入例：试设计一个可变模同步分频器，当控制输入X0时为时为5分频；分频；X1时为时为7分频。分频。解：解：1. 状态转换图状态转换图 2. 状态转换状态转换真值表真值表3. 求激励函数求激励函数和输出函数和输出函数状态转换图？状态转换图？检验自启动检验自启动时序逻辑电路分析设计：小结时序逻辑电路分析设计：小结第四节第四节 数据寄存器数据寄存器一、集成锁存器一、集成锁存器 第四节第四节 数据寄存器数据寄存器二、锁存器的扩展二、锁存器的扩展 174LS373274LS373当当EN=0时，时，上面的芯片工作。上面的芯片工作。当当EN=1时，时，下面的芯片工作。下面的芯片工作。第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 （1）内部内部驱动驱动边沿边沿触发触发第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器（三、寄存器（2） 第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄存器三、寄存器 锁存器锁存器寄存器寄存器区别？区别？第四节第四节 数据寄存器数据寄存器三、寄