数字电路与系统第六章课件1

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7/24/20221第六章 时序逻辑电路一、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 7/24/20222第六章 时序逻辑电路第一节 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。

2、7/24/20223第六章 时序逻辑电路2.功能特点： 例：对JKFF，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 7/24/20224第六章 时序逻辑电路组合电路存储电路X1XjZ1ZkQ1QmW1WlXQZW图6.1.1时序电路的结构框图7/24/20225第六章 时序逻辑电路3.工作描述 (1)激励方程 (2)状态方程 (3)输出方程 (4)时钟方程 7/24/20226第六章 时序逻辑电路4.分类 (1)按Z(tn)与X(t

3、n)是否有关米勒(Mealy)型摩尔(Moore)型7/24/20227第六章 时序逻辑电路(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：7/24/20228第六章 时序逻辑电路(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 7/24/20229第六章 时序逻辑电路(3)各触发器的次态方程 (4)电路的输

4、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 7/24/202210第六章 时序逻辑电路图6.2.1 例6.2.1的电路7/24/202211第六章 时序逻辑电路时钟方程 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+1Q1nQ2n7/24/202212第六章 时序逻辑电路 CP= Q1n+

5、1Q1nQ3n电路的输出方程 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。 7/24/202213第六章 时序逻辑电路 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7/24/202214第六章 时序逻辑电路

6、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 2Q 1 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 7/24/202215第六章 时序逻辑电路0 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7/24/202216第六章 时序逻辑电路RD 0 CP 5分频 Q1Q2Q3Z5

7、分频图6.2.3例6.2.1电路的波形图5分频7/24/202217第六章 时序逻辑电路五进制同步加法计数器。计数对象是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 7/24/202218第六章 时序逻辑电路例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 ；7/24/202219第六章 时序逻辑电路图6.2.4 例6.2.2的电路7/24/2022

8、20第六章 时序逻辑电路电路的输出方程 (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 + XQnQn CP1 1 2 Q2nZn = X Q1n7/24/202221第六章 时序逻辑电路当前输入 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

9、1 1 1 1 1 表6.2.3(a)例6.2.2电路的状态转移表7/24/202222第六章 时序逻辑电路表6.2.3(b)例6.2.2电路的状态转移表 Qn 2 Qn 1 Qn+1 2Qn+1 1 Zn 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 7/24/202223第六章 时序逻辑电路表6.2.3(c)例6.2.2电路的状态转移表 N(t) Z(t) Xn =0 Xn =1 Xn = 0 Xn= 1A A B 0 0 B A C 00 C A D 0

10、0 D A D 0 1 7/24/202224第六章 时序逻辑电路图6.2.5 例6.2.2电路的状态转移图Q2Q1Xn/ZnA00B01D11C100/00/00/01/01/01/00/01/17/24/202225第六章 时序逻辑电路(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 7/24/202226第六章 时序逻辑电路图6.2.6 例6.2.3的电路清“0” 7/24/202227第六章 时序逻辑电路激励方程 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 7/24/202228第六章 时序逻辑电路(3)作状态转移表、状态转移图0010008011100700101061111105001001401110130010112111