电工第三十二讲课件

§4—6时序逻辑电路组合逻辑电路某一时刻的输出只取决于此时刻的输入。记忆元件(触发器)是时序逻辑电路的基本元件。时序逻辑电路某一时刻的稳定输出不仅取决于当时的输入，还取决于过去的输入(历史状态)。时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别

概述：组合逻辑电路存储电路X1XiY1YjW1WkQ1Ql输入输出结构图其中：W(W1,…Wk)——存储电路输入信号Y(Y1,…Yj)——时序逻辑电路输出信号X(X1,…Xi)——

时序逻辑电路输入信号Q(Q1,…Ql)——存储电路输出信号时序电路的结构X、Y、W与Q间的逻辑关系可用下述方程来描述：组合逻辑电路存储电路X1XiY1YjW1WkQ1Ql输入输出Y=f1(X,Qn)——时序逻辑电路的输出方程W=f2(X,Qn)——时序逻辑电路的驱动（激励）方程Qn+1=f3(W,Qn)——时序逻辑电路的状态（特征）方程时序电路的状态表、状态图输入原态次态输出XQ1nQ0nQ1n+1Q0n+1Y000010100111

01现态输入同步时序电路的状态转换图Q1nQ0nX/YQ1n+1Q0n+1/YQ1nQ0n00010/0111/10001/011/1一、时序电路的分析根据电路图列出电路输出函数，触发器激励函数(控制函数、驱动方程)根据电路输入和触发器激励函数求状态方程画状态表、状态图，时序图分析电路外特性和功能1、同步电路分析分析下面电路的逻辑功能输出方程：驱动方程：D=XQn状态表01111100000011101110Qn+1ZQn

XDZ=X•Qn状态方程：Qn+1=D=XQn状态转换图X/Z功能：X=0,保持

X=1,计数010/11/10/11/0【例1】

QDCPZX..=1&CP状态表Q2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1000001001011011111111110110100100000Q2Q1Q0000001011111110100时序图000001011111110100000CPQ0Q1Q2电路功能：不能自启动的同步六进制计数器【例3】分析下面电路的逻辑功能D2=Q1nD1=Q0nD0=Q0nQ1nQ2n=(Q0n+Q1n)Q2n

QDQ

QD

QDCPQ2Q1Q0QQ.....&&CPCPCPCPCP【例4】分析下面电路的逻辑功能Y=AQ1nQ2nAQ1nQ2n=AQ1nQ2n+AQ1nQ2nQ2n+1=D2=AQ1nQ2nQ1n+1=D1=Q1nD1Q1Q1CPD2Q2Q2CP=1=1ACPY.....&1&&状态表10/000/11101/011/01000/010/00111/101/00010AQ2nQ1n010/0状态图Q2nQ1nA/Y100/0110/0000/11/11/01/01/0逻辑功能：可逆四进制计数器Q2n+1Q1n+1/YY=AQ1nQ2nAQ1nQ2n=AQ1nQ2n+AQ1nQ2nQ2n+1=D2=AQ1nQ2nQ1n+1=D1=Q1n2、异步时序电路的分析【例1】分析下面异步时序电路的逻辑功能。时钟方程:

CP0=CP2=CPCP1=Q0

J0K0Q0Q0J0K0Q0J1K1Q1Q1J2K2Q2Q2..CP驱动方程：J0=Q2nJ1=Q0nJ2=Q1nQ0nK0=1K1=1K2=1状态方程：

Q1n+1=Q1nQ0nQ2n+1=Q2nQn1Q0n

Q0n+1=Q2nQ0n（CP）

（CP）

（Q0

）二、同步时序电路的设计同步计数器的设计对CP脉冲计数，一个脉冲变化一次状态计数器的种类：同步计数器，异步计数器加法计数器(加1,加2等),减法计数器(减1,减2等),可逆计数器等二进制计数器(模为2n),十进制计数器,任意进制计数器等计数器是应用最多的一类标准器件【例1】设计一个同步六进制计数器。1、状态图S0S1S2S3S4S52、状态分配(状态编码)000001010011100101加法计数器自然态序编码101100011010001000减法计数器111100000110001010注意：状态分配方式不同，所设计的电路结构也不同。Q2Q1Q0状态表：CPQ2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1100000120010103010011401110051001016101000求驱动方程Q2nQ1nQ0n0001111001选用D触发器11Q2n+1=Q1nQ0n+Q2nQ0n11Q2nQ1nQ0n0001111001=D2Q1n+1=Q1nQ0n+Q2nQ1nQ0n=D1111Q2nQ1nQ0n0001111001Q0n+1=Q0n=D0检查能否自启动Q2nQ1nQ0n000111100111Q2n+111Q2nQ1nQ0n0001111001Q1n+1111Q2nQ1nQ0n0001111001Q0n+1Q2Q1Q0110111100000001010011100101110111可以自启动采用J—K触发器Q2nQ1nQ0n000111100111Q2n+1=Q2nQ1nQ0n+Q2nQ0nJ2=Q1nQ0nK2=Q0n11Q2nQ1nQ0n0001111001Q1n+1=Q1nQ0n+Q2nQ1nQ0nJ1=Q2nQ0nK1=Q0n111Q2nQ1nQ0n0001111001Q0n+1=Q0nJ0=K0=1检查能否自启动000001010011100101111110三、寄存器寄存器在计算机中用于存储指令、数据、运算结果寄存器的数量多少，是计算机结构的重要区别外存、内存、缓存、寄存四类中，寄存器速度最快，但容量最小寄存器的操作：读/写/清零寄存器的分类数码寄存器基本寄存器移位寄存器多位D型触发器锁存器寄存器阵列单向移位寄存器双向移位寄存器2、具有锁定(Hold)功能的4D寄存器功能表：异步置零0010D功能Qn+1RDECKDD寄存11Qn锁定CKD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0DCPRDRDE.................>1&>1&>1&>1&111111DCPRDDCPRDDCPRD移位寄存器移位寄存器除了具有寄存器的功能外，还可使数码在CP信号的控制下在寄存器内部左右移动。根据移位情况的不同，分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。移位寄存器应采用边沿触发或主从触发方式的触发器，不能采用电位触发的触发器，以防止空翻。注意四位串行输入、串/并行输出左移寄存器JQJQJQJQCPQDQCQBQARD..........KKKK.SL串行输入串行输出并行输出1四位串行输入、串/并行输出双向移位寄存器DA=SR+QB

DB=QA+QC