数字电子技术基础第六章2

第六章时序逻辑电路6.1概述6.2时序逻辑电路的分析方法6.3若干常用的时序逻辑电路6.4时序逻辑电路的设计方法6.1概述一.组合电路与时序电路的区别1.组合电路：电路的输出只与电路的输入有关，与电路的前一时刻的状态无关。2.时序电路：电路在某一给定时刻的输出取决于该时刻电路的输入还取决于前一时刻电路的状态由触发器保存时序电路：组合电路+存储电路（电路的状态与时间顺序有关）时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。构成时序逻辑电路的基本单元是触发器。可以用三个方程组来描述：时序电路的输出逻辑表达式各触发器输入信号的逻辑表达式将驱动方程代入相应触发器的特性方程中所得到的方程二.时序逻辑电路的分类按动作特点可分为同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路存储电路中所有触发器的时钟使用统一的CLK，状态变化发生在同一时刻。没有统一的CLK，触发器状态的变化有先有后。按输出特点可分为米利型（Mealy）时序逻辑电路穆尔型（Moore）时序逻辑电路输出不仅取决于存储电路原来的状态，而且还决定于电路当前的输入。Mealy型：Y=F(Q,X)与Q、X有关输出仅决定于电路原来的状态，与电路当前的输入无关。Moore型：Y=F(Q)只与Q有关三.时序逻辑电路的功能描述方法逻辑方程组状态表状态图时序图

输出方程：输出变量的逻辑表达式。驱动方程：触发器输入信号(激励方程)的逻辑表达式。特性方程：描述触发器逻辑功能的逻辑表达式。状态方程：（次态方程）次态输出的逻辑表达式。

【驱动方程代入特性方程得状态方程】时钟方程：控制时钟CLK的逻辑表达式。1.逻辑方程组2.状态表反映“输出变量、次态Q*”与“输入变量、现态Q”之间关系的表格。3.状态图反映时序电路状态转换规律，及相应输入、输出取值关系的图形。箭尾：现态箭头：次态标注：输入／输出4.时序图时序图又叫工作波形图，它用波形的形式形象地表达了输入信号、输出信号、电路的状态等的取值在时间上的对应关系。上述四种方法：逻辑方程组、状态表、状态图、时序图，从不同侧面突出了时序电路逻辑功能的特点，它们在本质上是相同的，可以互相转换。电路图时钟方程、驱动方程和输出方程状态方程状态图、状态表时序图15分析步骤：46.2时序逻辑电路的分析方法2将驱动方程代入特性方程判断电路逻辑功能,检查自启动3计算几个概念：有效状态：在时序电路中，凡是被利用了的状态。有效循环：有效状态构成的循环。无效状态：在时序电路中，凡是没有被利用的状态。无效循环：无效状态若形成循环，则称为无效循环。自启动：在CLK作用下，无效状态能自动地进入到有效循环中，则称电路能自启动，否则称不能自启动。例6.2.1解:①写方程组驱动方程分析下图的逻辑功能（输入端悬空等效为逻辑1）同步随时序耗电路孔，时史钟方熄程省椒去。输出北方程②求轿状态奏方程将驱动方程代入JK触发器的特性方程中得电路的状态方程:③计抛算、俗列状晨态转钓换表画状皂态转进换图000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1Q3Q2Q1/Y④作抬时序涝图⑤说哲明电蝇路功恭能这是索一个随同步妄七进暴制加死法计泛数器洞，能屯自启挽动。000001001011001011011000例6.久2.坑3解:①写沿方程诸式驱动灰方程分析刚下图伙的逻狗辑功公能。代入D触发军器的堡特性忙方程际，得计到电成路的主状态拼方程输出烧方程②求微状态销方程输入现态次态输出AY000101011000001011110111100111100001110001000100③计推算、肌列状舌态转通换表输入现态次态输出AY000101011000001011111101100111100001110001100000画状纵态转刑换图电路套状态转换预方向00011011转换提条件0/0A/YQ2Q10/10/00/01/01/01/11/0④或作时剑序图⑤亭说明疼电路微功能A=轿0时是住二位参二进贩制加雅法计顾数器遥；A=做1时是梁二位骗二进伍制减狐法计愈数器领。输入现态次态输出AY0001010110000010111101111001111000011100010001001001复宏习异步时序逻辑电路同步时序逻辑电路动作特点穆尔型（Moore）时序逻辑电路米利型（Mealy）时序逻辑电路输出特点3.时序重逻辑理电路滤的功牧能描分述方堡法逻辑方程组状态表状态图时序图

4.时序提逻辑块电路梦的分烫析方懒法时序电路：组合电路+存储电路电路图时钟方程、驱动方程和输出方程状态方程状态图、状态表时序图判断电路逻辑功能,检查自启动2.时序惕逻辑不电路锣的分贞类1.组合赢逻辑擦电路脆与时串序逻讯辑电砍路的筹区别在数付字系最统中圆，常打常会投大量服、频侦繁地召使用昆一些怀时序增电路牛，如煎寄存狠器，结计数碍器等蔑，它荷们都若有十假分明贸显的轿功能恩特征煤，是筒时序遇电路唯的典孤型代箭表。寄存构器计数赛器分析设计（教广学重泉点）6.桐3若干谁常用佩的时嚼序逻筑辑电晴路一、牙寄存暑器的瞧概念先和主集要特量点寄联存坊：把二恒进制捐数据域或代志码暂次时存刃储起驻来的炕操作倘。寄存族器：具有拌寄存覆功能耀的电冲路。寄存灿器的蠢主要禾特点怖：从电向路组循成看废，寄豪存器句由触股发器柱组合霜而成炊，结您构简售单；从基第本功羞能看凤，寄子存器克主要纸是暂幼存数宅据或敌代码脂，一姑般情配况下李，不融对存熊储内症容进贤行处集理，灯逻辑切功能瓦比较翼单一缩慧。寄存彩器分爽类：基本潮寄存快器移位替寄存义器寄存惑器通帆常由D触发捏器构丑成。寄存想器是叨一种菌基本枝时序楼电路节，在柜各种享数字倾系统向中几油乎无研所不摩在。6.驻3.调1寄存五器和馒移位题寄存如器二、棵基本尺寄存捏器用来企寄存吼一组奥二进胸制数件据或惨代码室；数据彻或代垦码只费能并躬行送激入寄纲存器湿，也盗只能依并行够输出票。8位寄缺存器0最1甚1辫0给1付0淹1术10燃1否1授0棋1筹0镜1性11召1速0橡1色1逐0柔1暴1并行绘输入并行捏输出0危1紧1席0揉1测0翅1医10道1搭1吼0导1存0漆1岗10宫1也1如0辜1魄0秤1撤11吵1厉0喜1笔1伙0嚼1胳11检1乱0绞1察1齿0超1谨1由于扮一个爷触发攻器可帖以存跃储“1”位二姜进制领信号激，因挪此n位寄收存器松需要踪蝶用n个触氏发器怎构成忙。寄存忘器可吓以存糠储多蚊位二愿进制雹信息渴，如4位、8位、16位等刑，我喝们称括之为n位寄巨存器抱，n为寄肃存器觉的长规度。Q3Q2Q1Q0&&&&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数脉冲接收脉冲(CLK)四位售基本矿寄存抗器QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3接收脉冲取数脉冲CLR公共氏清零递端A3A2A1A0数据烛并行族输入螺端0000A3A2A1A0三、民移位眨寄存湿器寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器双向移位(c)所谓妄“移位”，就是风将寄滴存器露所存馆储的半各位拴数据等，在每阵个移铃位脉珠冲的抓作用旺下，向左跟或向锈右移屯动一填位。根据津移位芬的方威向，吸分成汪：左移、右移和双向移位脑寄存夹器。根据纪数据箭的输铅入－国输出安方式员，移匠位寄袭存器残分为屿四种告电路蔬结构诉：串行输入－串行输出串行输入－并行输出并行输入－串行输出并行输入－并行输出提示属：左傲移、睛右移仪有乘2或除2的功惩能！FFFFFFFF串入茧－串赌出输入输出串入沉－并信出一个烛输入疼，一详个输誉出串行余数据并太行数浪据FFFFFFFF输入输出并入摘－串底出FFFFFFFF输入输出并入应－并被出FFFFFFFF输入输出并行正数据串古行数否据1.移位犯寄存勉器的勤四种谅输入见输出鼠方式数据抢的串-并转肢换是收实现愿计算割机串育行通羽信的澡重要黑操作躺。常用袄于数均据锁至存。2.单向杆移位侦寄存毫器DIDOQ0Q1Q2Q3CLK串行索输入腊端串行谦输出银端并股行效输捷出移位炕脉冲将代视码10废11移入擦寄存批器的输过程叔：10嫩11最高双位丢镜弃11001110111011需要4个CL岗K的时哄间才越可以愤将4位数型码全持部移徒入寄止存器笔中。0000初态000000再经布过4个CL吃K的时愿间，植则寄艇存器咳中的4位代爬码将祥从串告行输低出端DO依次幻玉送出汗。单向伏移位害寄存播器具面有以柴下主铃要特项点：（1）单铁向移牢位寄上存器太中的汤数码伏，在CL材K脉冲健操作支下，墨可以搅依次食右移惰或左龙移。（2）n位单迅向移约位寄饭存器乓可以午寄存n位二绒进制兔代码腹。n个CL泊K脉冲胡即可烫完成朴串行携输入乘工作谅；此顶后可赌从Q0～Qn-1端获宜得并梅行的n位二描进制慌数码伸；再迟用n个CL叫K脉冲绕又可筐实现即串行命输出鸣操作秘。（3）若惯串行掀输入掩端状肾态为0，则n个CL翻K脉冲蛮后，暖寄存旨器便厦被清每零。右移串行输入端左移串行输入端3.双向责移位误寄存挖器74稳LS贱19扑4A功能归框图仙：例1：用2片74柿LS悦19悬4A设计8位双冻向移红位寄或存器尸。74LS194A（1）D1D2D3D0Q1Q2Q3Q0RdCLKS1S0DIRDIL74LS194A（2）D1D2D3D0Q1Q2Q3Q0RdCLKS1S0DIRDILQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D4D5D6D7D0D1D2D3DIRDILS1S0CL勿KRdQ0Q1Q2Q3

DIRD0D1D2D3DIL

RDS1S0CLK74LS194A例2：用双钉向移纠位寄削存器74暗LS算19毙4A组成都节日脏彩灯巴控制梳电路坐。+5V+5VS1=0俩,S0=1右移欲控制+5V

CLK1秒Q=堡0时LE逆D亮清0按键1k二极管发光LEDQ0Q1Q2Q3

DIRD0D1D2D3DIL

RDS1S0CLK74LS194A寄存助器的塞应用夏很广疗，特扯别是债移位弦寄存蒸器，厘不仅热可将宣串行绵数码音转换飘成并灰行数朴码，池或将答并行皆数码示转换骨成串杀行数中码，拿还可相以很盾方便醉地构雾成移位娃寄存漏器型滥计数档器和顺序奇脉冲弊发生赠器等电摘路。6.忙3.飞2计数牛器1.计数队：记忆萝输入CL置K脉冲守个数兔的操注作。2.计数逮器的缘瑞功能给：计数详、分发频、得定时鬼、产需生节缴拍脉铜冲和无进行昼数字菜运算象等。在数闯字电日路中搏，能销够记困忆输嚷入脉生冲个在数的淘电路反称为童计数夕器。按计修数器祝中触去发器逢是否屡同时居翻转同步计数器异步计数器按计堆数器灵容量二进制计数器N进制计数器十进制计数器3.计数表器的慰分类跑：按计向数器筑中的员数字孙增减加法计数器减法计数器可逆计数器计数蝴器二进弦制计要数器十进春制计除数器N进制仍计数兴器加法旷计数晃器同步究计数柱器异步摄计数观器减法庭计数独器可逆部计数腔器加法谜计数迎器减法达计数疗器可逆哲计数俊器二进刻制计惯数器十进更制计趟数器N进制重计数漆器··胖··锻··一、响同步侮计数晓器同步瘦二进肥制计芽数器①披同步驼二进棍制加夫法计挽数器原理剃：在旬多位胀二进券