数字电子技术第五章20131128

1、第五章 时序逻辑电路,概 述,一、时序电路的特点,1. 定义,任何时刻电路的 输出，不仅和该时刻 的输入信号有关，而 且还取决于电路原来 的状态。,2. 电路特点,(1) 与时间因素 (CP) 有关；,(2) 含有记忆性的元件(触发器)。,输 入,输 出,二、时序电路逻辑功能表示方法,1. 逻辑表达式,(1) 输出方程,(3) 状态方程,(2) 驱动(或激励)方程,2. 状态表、卡诺图、状态图和时序图,a、时序电路中，可以没有组合电路，但不能没有触发器；b、触发器也是时序电路，因其功能简单，故仅当作基本单元电路处理,三、时序逻辑电路分类,1. 按逻辑功能划分：,计数器、寄存器、读/写存储器、

2、顺序脉冲发生器等。,2. 按时钟控制方式划分：,同步时序电路,触发器共用一个时钟 CP，要更新状态的触发器同时翻转。,异步时序电路,电路中所有触发器没有共用一个 CP。,3. 按输出信号的特性划分：,Moore型,Mealy型,5.1 时序电路的基本分析和设计方法,5.1.1 时序电路的基本分析方法,1. 分析步骤,时序电路,时钟方程,驱动方程,状态表,状态图,时序图,CP 触 发 沿,特性方程,输出方程,状态方程,计算,2. 分析举例,写方程式,时钟方程,输出方程,(同步),驱动方程,状态方程,特性方程,(Moore 型),例 5.1.1,解,计算，列状态转换表,状态方程,输出方程,画状态转

3、换图,000,001,/1,011,/1,111,/1,110,/1,100,/1,/0,有效状态 有效循环,010,101,/1,/1,无效状态 无效循环,能否自启动?,能自启动：,存在无效状态，但没有形成循环。,不能自启动：,无效状态形成循环。,画时序图,CP下降沿触发,Q2,Q1,Q0,0 0 0,0 0 1,0 1 1,1 1 1,1 1 0,1 0 0,0 0 0,Y,Mealy型,例 5.1.2,时钟方程,输出方程,驱动方程,状态方程,解,写方程式,状态 转换表,输出方程,状态方程,状态图,000,001,/00,010,/00,011,/00,100,/00,101,/00,11

4、0,0/00,111,0/00,0/01,1/10,110,111,1/00,能自启动,S/Y1Y2,1/11,画时序图,当 S = 0 时，每 8 个 CP 一个循环；,当 S =1 时，每 6 个 CP 一个循环。,1/11,5.1.2 时序电路的基本设计方法,1. 设计的一般步骤,时序逻辑 问题,逻辑 抽象,状态转换 图（表）,状态 化简,最简状态 转换图（表）,电路方程式 （状态方程）,求出 驱动方程,选定触发 器的类型,逻辑 电路图,检查能否 自启动,2. 设计举例,按如下状态图设计时序电路。,解,已给出最简状态图，若用同步方式：,输出方程,Y,0,0,0,0,0,1,为方便，略去右

5、上角 标n。,状态方程,1,0,1,0,1,0,0,1,0,0,0,1,1,例 5.1.3.4,选用 JK 触发器,驱动方程,约束项,逻辑图,Y,1,(Moore型),检查能否自启动：,能自启动,110111000,/0,/1,1/1,例 5.1.6,设计 一个串行数据检测电路，要求输入 3 或 3 个以上数据1时输出为 1，否则为 0。,解,逻辑抽象，建立原始状态图,S0 原始状态(0),S1 输入1个1,S2 连续输入 2 个 1,S3 连续输入 3 或 3 个以上 1,S0,S1,S2,S3,X 输入数据,Y 输出数据,0/0,1/0,0/0,1/0,0/0,0/0,1/1,状态化简,0/0,0/0,状态分配、状态编码、状态图,M = 3，取 n = 2,S0 = 00,S1 = 01,S2 = 11,选触发器、写方程式,选 JK ( ) 触发器,同步方式,输出方程,Y,0,0