时序逻辑电路

第6章时序逻辑电路§6.1时序逻辑电路的根本概念一般时序电路：组合电路+触发器电路外部输入变量X0,…,Xr-1内部状态变量Q0,…,Qk-1外部输出变量Z0,…,Zm-1内部鼓励变量Y0,…,Yp-1由Q0,…,Qk-1的组合定义2k

个状态输出方程鼓励方程状态方程时序电路的分类输出方程鼓励(驱动)方程状态方程时序电路的分类同步时序电路：所有触发器有统一的时钟信号。异步时序电路：各触发器时钟信号不统一。Moore型电路：输出仅与状态有关。Mealy型电路：输出与输入和状态有关。§6.2同步时序电路的一般分析方法分析同步时序电路的一般步骤：分析方法和步骤：1、确定外部输入变量(X0,X1,…,Xn+1)和内部状态变量(Q0,Q1,…,Qk+1)，根据组合电路写出输出方程gi和鼓励方程fj。2、写出各触发器的特性方程(状态方程)，将Yj代入各触发器的特性方程，得出整个电路的状态方程hi。3、列出状态表(状态转换表)。4、画出状态图，分析逻辑功能。6.2.2同步逻辑电路的分析举例【例6.1】输出方程鼓励方程状态方程状态表状态图Z000010001100010001011000100101101000110010111000电路功能X=0：模3加法计数器X=1：模3减法计数器§6.3同步时序电路的设计方法6.3.1同步时序逻辑电路的设计步骤1、根据设计要求和条件作出状态图。2、确定触发器数目k，假设有n个状态，那么n≤2k，即一个触发器对应一个状态变量。3、由状态图列出状态转换表，再由卡诺图写出状态方程。4、由状态方程确定触发器类型，得出鼓励方程。5、根据状态表写出输出方程。6、根据所得结果画出逻辑电路图7、讨论多余状态的影响。设计的步骤和方法：把输入变量和状态变量作为电路的总输入，把输出变量和次态作为输出，那么状态表就是真值表。6.3.2同步时序逻辑电路的设计举例【例6.6】根据状态图设计电路状态表卡诺图状态方程输出方程鼓励方程多余状态逻辑图状态表和卡诺图Z000000001

010100011110100100101

110110111001状态方程、输出函数和鼓励函数状态方程输出方程鼓励方程逻辑图多余状态Z000000001010010100011110100100101101110110111001§6.4计数器6.4.1同步模N计数器例：同步模7计数器6.4.2集成计数器74161CLKCTPCTT功能×0×××异步清零

10××预置×1101保持×1110保持CO=0

1111模16计数器功能表符号74161构成六十进制计数器同步异步6.4.3异步二进制计数器1.异步二进制加法计数器其中：所有J=K=1，JK触发器工作于计数状态计数脉冲N从FF0输入，当前一个触发器输出从1→0时，后一个触发器翻转。工作原理FF0：每1个N的触发翻转一次。其权位为20。FF1：每2个N的触发翻转一次。其权位为21。FF2：每4个N的触发翻转一次。其权位为22。FF3：每8个N的触发翻转一次。其权位为23。异步二进制减法计数器当前一个触发器输出从0→1时，后一个触发器翻转。6.4.4计数器的应用分频器定时器时间测量空间测量速度测量§6.5存放器1.并入-并出方式存放器存放器：存放数码的器件，具有接收、存放和输出的功能。存放器由触发器构成，一个触发器存放一位二进制数。6.5.1移位存放器2.移位串入、串出和并出方式左移：Dsl→Q0→Q1→Q2→Q3右移：Dsr→Q3→Q2→Q1→Q03.综合输入输出方式用数据选择器〔转换开关〕实现综合功能6.5.2多功能集成存放器74194CRCPM1M0功