时序逻辑电路分析

时序逻辑电路

-分析

1§1概述组合逻辑电路：如译码器，全加器，数据选择器时序逻辑电路：（简称时序电路）任意时刻的输出信号不仅取决于该时刻的输入信号，而且还取决于电路原来的状态，即与以前的输入信号有关。如触发器，寄存器，计数器和移位寄存器等2反馈输出方程驱动方程状态方程3同步时序电路：所有存储电路中存储单元状态的变化都是在同一时钟信号操作下同时发生的。异步时序电路：存储单元状态的变化不是同时发生的。可能有公共的时钟信号，也可能没有公共的时钟信号。米利（Mealy）型电路：某时刻的输出是该时刻的输入和电路状态的函数穆尔（Moore）型电路：某时刻的输出仅是该时刻电路状态的函数，与该时刻的输入无关，如同步计数器。（*CP不是输入）4§2时序逻辑电路的分析根据其逻辑图分析出该电路实现的功能分析步骤1、从给定的逻辑图中写出每个触发器的驱动方程（即写出存储电路中每个触发器输入信号的逻辑表达式）；2、将驱动方程代入触发器的特性方程，得出每个触发器的状态方程；3、根据逻辑电路写出电路的输出方程；4、画状态转换表/状态转换图/时序图。5同步67异步Q0下降沿8§3寄存器时序逻辑电路寄存器和移位寄存器计数器9Q3Q2Q1Q0&&&&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数脉冲接收脉冲(CP)寄存器：存放多位二值代码。每个触发器存放一位二进制数或一个逻辑变量，由n个触发器构成的寄存器可存放n位二进制数或n个逻辑变量的值。四位寄存器寄存器10四位寄存器1112345671098141312111516171819201Q1D2D2Q3Q3D4D4QGND输出控制时钟VCC5D6D7D8D5Q6Q7Q8Q74LS374低电平有效正边沿触发八D寄存器：三态输出共输出控制共时钟12移位寄存器

所谓“移位”，就是将寄存器所存各位数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成三种：寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器双向移位(c)13101114SDQQDQQDQQDQQD&&&&A0A1A2A3RDCLRLOAD移位脉冲CP0串行输出数据预置3210存数脉冲清零脉冲四位并入-串出的左移寄存器15R—右移串行输入L—左移串行输入A、B、C、D—并行输入VCCQAQBQCQDS1S0CPQAQBQCQDCPS1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194151614131211109123456780111100011011直接清零保持右移(从QA向QD移动)左移(从QD向QA移动)并行输入CLRCPS1S0功能16&G1S0S1CP1QA1QB1QC1QD1S0S1CP2QA2QB2QC2QD2R1R2A1B1C1D1A2B2C2D2D0D1D2D3D4D5D6+5V+5VCP启动脉冲移位脉冲&G2串行输出并行输入74LS194(1)74LS194(2)例：数据传送方式变换电路17寄存器各输出端状态QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2QD2寄存器工作方式0D0D1D2D3D4D5D6

10D0D1D2D3D4D5

110D0D1D2D3D4

1110D0D1D2D3

11110

D0D1D2

11111

0D0D1

11111

10D0

CP并行输入(S1S0=11)并行输入(S1S0=11)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)右移(S1S0=01)在电路中，“右移输入”端接＋5V。18集成移位寄存器简介并行输入－并行输出(双向)74LS194、74LS198、74LS299等并行输入－串行输出74LS165、74LS166等串行输入－并行输出74LS164等串行输入－串行输出74LS91等19§4计数器4.1计数器的功能和分类1.计数器的作用记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。2.计数器的分类按工作方式分：同步计数器和异步计数器。按功能分：加法计数器、减法计数器和可逆计数器。按计数器的计数容量(或称模数)来分：各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二－十进制计数器等等。204.2异步计数器异步计数器的特点：在异步计数器内部，有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟脉冲，因此各个触发器状态变换的时间先后不一，故被称为“异步计数器”。有异步二进制计数器和异步十进制计数器，常用的异步二进制计数器有4位、7位、12和14位。21加法分频22减法简单，速度慢。234.3同步计数器同步计数器的特点：在同步计数器内部，各个触发器都受同一时钟脉冲——输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为“同步计数器”。二进制加法运算规则：对一个多位二进制而言，最低位每次加1都改变状态，而第i位（除最低位外）仅有当以下各位皆为1时才改变状态2425多功能计数器261001

0000用模16构成模1027半导体存储器半导体存储器是一种能存储大量二值信息（或称为二值的数据）的半导体器件。随机存取存储器（RandomAccessMemory,RAM）只读存储器（ReadOnlyMemory,ROM）28可