数字电子技术基础第六章时序逻辑电路(1)PPT课件
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输出方程
Y ( A Q ( 1 Q 2 ) ( A Q 1 Q 2 ) ) A Q 1 Q 2 A Q 1 Q 2
③计算、 列状态转
换表
Y 输A 入Q 1 Q 2 现A Q 态1 Q 2
A Q2 Q1
次
Q2*
态
Q1*
00 0
01
00 1
10
01 0
11
QQ102*1*AQ01 1 Q1
双向移位寄存器
2片74LS194A接成8位双向移位寄存器
用双向移位寄存器74LS194组成节日彩灯控制电路
1k
LED 发光 二极管
Q=0时 LED亮
+5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
74LS194
S0
D1 D2 D3 DIL CLK +5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
二.一般掌握的内容：
（1）同步、异步的概念，电路现态、次态、有效 状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的 概念，寄存的概念；
（2）同步时序逻辑电路设计方法。
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
1 0 Q2
0 1
0 1
10 1
00
11 0
01
11 1
10
输出
Y
0 0 0 1 1 0 0 0
Q Q2*1*D D21A Q1 Q1 Q2
YA Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
转换条件
Y ( A Q ( 1 Q 2 ) ( A Q 1 Q 2 ) ) A Q 1 Q 2 A Q 1 Q 2
③计算、 列状态转
换表
Y 输A 入Q 1 Q 2 现A Q 态1 Q 2
A Q2 Q1
次
Q2*
态
Q1*
00 0
01
00 1
10
01 0
11
QQ102*1*AQ01 1 Q1
双向移位寄存器
2片74LS194A接成8位双向移位寄存器
用双向移位寄存器74LS194组成节日彩灯控制电路
1k
LED 发光 二极管
Q=0时 LED亮
+5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
74LS194
S0
D1 D2 D3 DIL CLK +5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
二.一般掌握的内容：
（1）同步、异步的概念，电路现态、次态、有效 状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的 概念，寄存的概念；
（2）同步时序逻辑电路设计方法。
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
1 0 Q2
0 1
0 1
10 1
00
11 0
01
11 1
10
输出
Y
0 0 0 1 1 0 0 0
Q Q2*1*D D21A Q1 Q1 Q2
YA Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
转换条件
数字电子技术基础-第六章_时序逻辑电路(完整版)
T0 1
行修改，在0000 时减“1”后跳变 T1 Q0 Q0(Q3Q2Q1)
为1001，然后按
二进制减法计数
就行了。T2 Q1Q0 Q1Q0 (Q1Q2Q3 )
T3 Q2Q1Q0
50
能自启动
47
•时序图 5
分 频
10 分 频c
0
t
48
器件实例：74 160
CLK RD LD EP ET 工作状态 X 0 X X X 置 0（异步） 1 0 X X 预置数（同步） X 1 1 0 1 保持（包括C） X 1 1 X 0 保持（C=0） 1 1 1 1 计数
49
②减法计数器
基本原理：对二进 制减法计数器进
——74LS193
异步置数 异步清零
44
（采用T’触发器，即T=1）
CLKi
CLKU
i 1
Qj
j0
CLKD
i 1
Qj
j0
CLK0 CLKU CLKD
CLK 2 CLKU Q1Q0 CLK DQ1Q0
45
2. 同步十进制计数器 ①加法计数器
基本原理：在四位二进制 计数器基础上修改，当计 到1001时，则下一个CLK 电路状态回到0000。
EP ET 工作状态
X 0 X X X 置 0（异步）
1 0 X X 预置数（同步）
X 1 1 0 1 保持（包括C）
X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
39
同步二进制减法计数器 原理：根据二进制减法运算 规则可知：在多位二进制数 末位减1，若第i位以下皆为 0时，则第i位应翻转。
Y Q2Q3
数字电子技术课件 第六章 时序逻辑电路
第六章 时序逻辑电路
第一节 寄存器 第二节 计数器 第三节 一般时序电路
本章学习要求
数字逻辑电路 组合逻辑电路 —— 组合电路 时序逻辑电路 —— 时序电路
时序电路特点
功能上：任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻输入 有关，还与电路原状态有关，即与以前的 输入有关。
结构上：由组合电路和存贮电路组成。
时序电路分类
×× ×× 1× 0× ×1 ×0 ××
××××
D0 D1 D2 D3
×××× ×××× ×××× ×××× ××××
Q00 Q10 Q20 保 持
Q30
并行置数
D0 D1 D2 串入左移
D3
串入左移
Q1n Q2n Q3n 1 串入右移
Q1n Q2n Q3n 0 串入右移
1 Q0n Q1n
保持
Q2n
触发器改变状态，因此译码时不会产生竞争冒险。 ②缺点:状态利用率低。24=16个状态中只用了8个状态
(2n－2n个没用)。
6、序列信号发生器
序列信号：一组特定的串行数字信号称为序列信 号，如00110111。
序列信号发生器：产生序列信号的电路称为序列 信号发生器。
作用：序列信号可以用来作为数字系统的同步信 号，也可以作为地址码等，在通信、遥控、遥测 等领域有非常广泛的应用。
Q2
Q3
1000 0100 0010 0001
特点: ①4个D触发器构成的右移移位寄存器,首尾相接即D0=Q3； ②优点:电路结构简单;有效状态只含一个1（或0）,不需
要另加译码电路。 ③缺点:状态利用率低。24=16个状态中只用了4个状态
(2n－n个没用)。
（3）扭环形计数器
D0
Q0
第一节 寄存器 第二节 计数器 第三节 一般时序电路
本章学习要求
数字逻辑电路 组合逻辑电路 —— 组合电路 时序逻辑电路 —— 时序电路
时序电路特点
功能上：任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻输入 有关，还与电路原状态有关，即与以前的 输入有关。
结构上：由组合电路和存贮电路组成。
时序电路分类
×× ×× 1× 0× ×1 ×0 ××
××××
D0 D1 D2 D3
×××× ×××× ×××× ×××× ××××
Q00 Q10 Q20 保 持
Q30
并行置数
D0 D1 D2 串入左移
D3
串入左移
Q1n Q2n Q3n 1 串入右移
Q1n Q2n Q3n 0 串入右移
1 Q0n Q1n
保持
Q2n
触发器改变状态，因此译码时不会产生竞争冒险。 ②缺点:状态利用率低。24=16个状态中只用了8个状态
(2n－2n个没用)。
6、序列信号发生器
序列信号：一组特定的串行数字信号称为序列信 号，如00110111。
序列信号发生器：产生序列信号的电路称为序列 信号发生器。
作用：序列信号可以用来作为数字系统的同步信 号，也可以作为地址码等，在通信、遥控、遥测 等领域有非常广泛的应用。
Q2
Q3
1000 0100 0010 0001
特点: ①4个D触发器构成的右移移位寄存器,首尾相接即D0=Q3； ②优点:电路结构简单;有效状态只含一个1（或0）,不需
要另加译码电路。 ③缺点:状态利用率低。24=16个状态中只用了4个状态
(2n－n个没用)。
（3）扭环形计数器
D0
Q0
数字电子技术第6章 时序逻辑电路
RD—异步置0端（低电平有效） 1 DIR—右移串行输入 1 DIL—左移串行输入 S0、S1—控制端 1 D0D1 D2 D3—并行输入
《数字电子技术》多媒体课件
山东轻工业学院
4、扩展：两片74LS194A扩展一片8位双向移位寄存器
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例6.3.1的电路 （P276) 74LS194功能 S1S0=00,保持 S1S0=01,右移 S1S0=10,左移 S1S0=11,并入
（5）状态转换图
《数字电子技术》多媒体课件
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小结
1、时序逻辑电路的特点、组成、分类及描述方法； 2、同步时序逻辑电路的分析方法； 课堂讨论： 6.1，6.4
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6.3 若干常用的时序逻辑电路
寄存器和移位寄存器 时序 逻辑电路 计数器 顺序脉冲发生器 序列信号发生器
移位寄存器不仅具有存储功能，且还有移位功能。 可实现串、并行数据转换，数值运算以及数据处理。 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。
2、类型： 根据移位方向，分成三种：
左移 寄存器 (a) 右移 寄存器 (b) 双向 移位 寄存器 (c)
《数字电子技术》多媒体课件
学习要求 ：
* *
自学掌握
1. 掌握寄存器和移位寄存器的概念并会使用； 2. 掌握计数器概念，熟练掌握中规模集成计数器74161 和74160的功能，熟练掌握用160及161设计任意进制计 数器的方法。
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6.3.1寄存器和移位寄存器
一、寄存器
寄存器是计算机的主要部件之一， 它用来暂时存放数据或指令。
数字电子技术 时序逻辑电路的分析与设计 国家精品课程课件
《数字电子技术》精品课程——第6章
FF0
FF1
1J
Q0 1J
Q1
时序逻辑电路的分析与设计
&Z
FF2
1J
Q2
C1
C1
C1
1K
1K
1K
Q0
Q1
Q2
CP
➢驱动方程：
《数字电子技术》精品课程——第6章 时序逻辑电路的分析与设计
② 求状态方程
JK触发器的特性方程：
Qn1 JQ n KQn
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：
简化状态图（表）中各个状态。 （4）选择触发器的类型。
（5）根据编码状态表以及所采用的触发器的逻辑功能，导出待设计 电路的输出方程和驱动方程。
（6）根据输出方程和驱动方程画出逻辑图。
返回 （7）检查电路能否自启动。
《数字电子技术》精品课程——第6章 时序逻辑电路的分析与设计
2．同步计数器的设计举例
驱动方程： T1 = X T2 = XQ1n
输出方程: Z= XQ2nQ1n
（米利型）
2.写状态方程
T触发器的特性 方程为：
Qn1 TQn TQn
Q 1nQ1QX21nn TX1QQ1n1nXTQX11nQ1n X Q1n
Q1n
Qn1 2
T2 Q2n
T2Qn2
T Q n 将T1、 T2代入则得X到Q两1n Q2n XQ1nQn2
0T1 = X0 0 0 0 0 0
0
求T1、T2、Z
0T2
0
=ZX=01QX1nQ10 2nQ010n
0 0
0 1
1 0
0 0
由状态方程
求Q2n+1 、 Q1n+1
第六章时序逻辑电路-PPT精选.ppt
数据预置 ： 设A3A2A1A0 ＝ 1011 ，
在存数脉冲作用下，也有 Q3Q2Q1Q0 ＝ 1011 。
四位串入 - 串出的左移寄存器
数据预置
A3
A2
A1
A0
存数 脉冲
LOAD
&
&
&
&
串行 1 SD0
1
1
0
输出
Q
3
D
Q2 D
Q1 D
Q0 D
Q
清零
Q
脉冲 RD
Q
Q
CP 移位
CLR
脉冲
下面将重点讨论 兰颜色的 那部分电路的工作原理。
四位串入 - 串出 四位串入 - 串出 的右移寄存器： 的左移寄存器：
D0 ＝ Q1 D1 ＝ Q2 D2 ＝ Q3
D0 ＝ L D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1
D3 ＝ R
D3 ＝ Q2
S＝0 时， 也能够实现左移 , 方案可行 !
D0 = SL ＋ SQ1 = 1·L + 0·Q1 = L
D1 = SQ0 ＋ SQ2 = 1·Q0 + 0·Q2 = Q0 D2 = SQ1 ＋ SQ3 = 1·Q1 + 0·Q3 = Q1 D3 = SQ2 ＋ SR = 1·Q2 + 0·R = Q2
FF
FF
FF
FF 输出
输 并入－串出 入 多个输入端，一个输出端
输
出
FF
FF
FF
FF
输 并入－并出 入 多个输入端，多个输出端
1. 四位串入 - 串出的左移寄存器
数据预置
A3
A2
A1
&
数字电子技术第6章时序逻辑电路简明教程PPT课件
6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例 【例题6.1】 分析如图6-3所示的时序电路的逻辑功能。写出电路的驱动方程、状态 方程和输出方程，计算出状态转换表，画出状态转换图和时序图，说明电路能否自 启动。
图6-3 例题6.1的逻辑电路
解：该电路为同步时序电路 (1) 写出触发器的驱动方程。
J 1 K1 Q3 J 2 K 2 Q1 J Q Q ；K Q 1 2 3 3 3
n n n Q3 Q2 Q1
n 1 n 1 n 1 Y Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 1
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 0 0 1 0
0 1 1 0 0
1 0 1 0 0
0 0 0 0 1 1 1 1
1 0 1 1 1 0 1 1 1
0 1 1 0 1 0 0 0 1
最后还要检查一下得到的状态转换表是否包含了电路所有可能出现的状态。由 于的状态组合共有8种，而根据上述计算过程列出的状态转换表中只有5种，缺少101、 110、111这3种状态。所以还需要将这3种状态分别代入状态方程和输出方程进行计 算，并将计算结果列入表中。至此，才得到完整的状态转换表。 (5) 画出状态转换图。 若以圆圈表示电路的各个状态，以箭头表示状态转换的方向，同时还在箭头旁注明 了状态转换前的输入信号的取值和输出值，这样便得到了时序电路的状态转换图。通常将 输入信号的取值写在斜线之上，将输出值写在斜线以下。
6.1.3 时序逻辑电路的功能描述 时序电路一般可以用驱动方程、状态方程和输出方程来描述。 图6-2中的X(x1，x2，…，xi)为时序逻辑电路的输入信号，Y(y1，y2，…，yj)为 输出信号，Z(z1，z2，…，zk)为存储电路的输入信号，Q(q1，q2，…，ql)为存储 电路的输出信号，也表示时序逻辑电路的状态。这些信号之间的逻辑关系可以用3 个方程组来描述。
时序逻辑电路讲解ppt
Q JQ C KQ
CP
J K AQn AQn ，A与Qn是异或关系
A与Qn相同时， J K 0 Qn1 Qn 具有保持原状态功能
A与Qn不同时，J K 1 Qn1 Qn 具有计数功能
时序逻辑电路
特点:
在数字电路中,凡就是任一时刻得稳定输出不仅决定 于该时刻得输入,而且还与电路原来得状态有关者,都 叫做时序逻辑电路,简称时序电路。
3、动作特点: 在CP=1得全部时间里,输入信号 得变化都对主触发器起控 制作用,所以当CP下降沿到达时从触发器得状态不仅仅由 此时刻输入信号得状态决定,还必须考虑整个CP=1期间输 入信号得变化过程。
三、 主从RS、JK触发器
主从RS触发器 的图形符号
S
1S
Q
CP C1
R
1R
Q
主从JK触发器 的图形符号
4. 根据状态转换情况总结电路功能。
例:时序电路见下图, FF1～FF3为主从JK触发器、下降沿动作。 分析其逻辑功能。输入端悬空时等同逻辑1。
1J
Q1
C1
1K
Q1 &
FF1
1J
Q2
C1
1K
Q2
FF2
& 1J Q3 &
1
Y
C1
1K
Q3
FF3 CP
J1 Q2 • Q3
K1 1
1、驱动方程 J2 Q1
RD
0–t1： RD=0、 SD=1
Q=1、Q=0
SD t1 t2 t3 t4 t5 t
t1–t2： RD= SD=0
保持Q=1、Q=0
t2 –t3： RD=1、 SD=0
Q
t
Q=0、Q=1
数字电子技术基础6时序逻辑电路
Q* Q1 Q2 Q3 Q2Q3 3
Q1 Q3 * Q2 * Q1 * Y
输 出 方 程
Y Q2Q3
Q1 Y
CLK Q3 Q2
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 1 1 0 0
0 1 1 0 0 1 0 0
1 0 1 0 1 0 0 0
DI 串行 输入
D Q3 Q D Q2 Q D Q1 D Q0 Q
0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 1 0 1 0 缺少111为 0 1 1 初态的情况 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
0 0 0 0 0 0 1 1
7进制计数器
其中Q3Q2Q1为计数状态，Y为进位
我们可以把状态转换表表示为状态转换图的形式
/Y /0 /0
CLK Q3 0 1 0 0
*
Q
* 3
Q Q Q (Q )
1 2 3 0
C Q0Q3
设初态为0000
作状态转换图
可以看出这是一个异步十进制加法计数器！ 3. 检验其能否自动启动 ？
什么叫 “自动启动” ? 四个触发器本应有十六个稳定状态 ，可 上图电路的状态图中只有十个状态。如果由 于某种原因进入了其余的六个状态当中的任 一个状态，若电路能够自动返回到计数链 ( 即有效循环 ) ，人们就称其为能自动启动。
*6.2.3
异步时序逻辑电路的分析方法
例6.2.4 分析图6.2.10所示电路的逻辑功能。
1、写三大方程
驱 动 方 程 状 Q0 Q 0 cp0 Q 0 (cp0 ) * 态 Q1 Q 3 Q 1 (cp1 ) Q 3 Q 1 (Q0 ) * 方 Q2 Q 2 (cp2 ) Q 2 (Q1 ) 程 *
Q1 Q3 * Q2 * Q1 * Y
输 出 方 程
Y Q2Q3
Q1 Y
CLK Q3 Q2
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 1 1 0 0
0 1 1 0 0 1 0 0
1 0 1 0 1 0 0 0
DI 串行 输入
D Q3 Q D Q2 Q D Q1 D Q0 Q
0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 1 0 1 0 缺少111为 0 1 1 初态的情况 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
0 0 0 0 0 0 1 1
7进制计数器
其中Q3Q2Q1为计数状态，Y为进位
我们可以把状态转换表表示为状态转换图的形式
/Y /0 /0
CLK Q3 0 1 0 0
*
Q
* 3
Q Q Q (Q )
1 2 3 0
C Q0Q3
设初态为0000
作状态转换图
可以看出这是一个异步十进制加法计数器！ 3. 检验其能否自动启动 ？
什么叫 “自动启动” ? 四个触发器本应有十六个稳定状态 ，可 上图电路的状态图中只有十个状态。如果由 于某种原因进入了其余的六个状态当中的任 一个状态，若电路能够自动返回到计数链 ( 即有效循环 ) ，人们就称其为能自动启动。
*6.2.3
异步时序逻辑电路的分析方法
例6.2.4 分析图6.2.10所示电路的逻辑功能。
1、写三大方程
驱 动 方 程 状 Q0 Q 0 cp0 Q 0 (cp0 ) * 态 Q1 Q 3 Q 1 (cp1 ) Q 3 Q 1 (Q0 ) * 方 Q2 Q 2 (cp2 ) Q 2 (Q1 ) 程 *
数字电子技术第三版第六章课件
UT 32VCC或UCO 下限阈值电压
UT 13VCC或12UCO
回差电压
UT = UT+ – UT–
6.1.2 集成施密特触发器
一、CMOS 集成施密特触发器 （一） 引出端功能图
1A 1 1Y 2
2A 3 2Y 4
3A 5 3Y 6
VSS 7
CC40106
14 VDD
13 6A 1A 1
12 6Y 1B 2
uY
施密特反相器
uA
A
Y
uY
UTH ?
TTL： 1.4 V
CMOS：1
2
V
DD
UT+ 上限阈值电压 UT–下限阈值电压
回差电压： U TU T U T
一、电路组成及工作原理
8 +VCC
4
工作原理 uI
VCC
UCO 5
6
uI
2
10
&Q1
3
uO1
+VDD
2 3
VCC
1 3
VCC
OuO
&
UOH
t
010
谐波分量，故称作多谐振荡器。
6.3.1 555 定时器构成的多谐振荡器
设计思想：多谐振荡器是无稳态电路，两 个暂稳态不断地交替。
利用放电管T作为一个受控电子开关，使 电容充电、放电而改变TH＝TR，使触发器交 替置0、置1。
6.3.1 555 定时器构成的多谐振荡器
一、电路组成和工作原理
8 +VCC 4
GND 1
TR 2 555
OUT 3
RD 4
8 VCC 7 DIS
6 TH 5 CO
双极型 （TTL） 电源: 4.5 16V
UT 13VCC或12UCO
回差电压
UT = UT+ – UT–
6.1.2 集成施密特触发器
一、CMOS 集成施密特触发器 （一） 引出端功能图
1A 1 1Y 2
2A 3 2Y 4
3A 5 3Y 6
VSS 7
CC40106
14 VDD
13 6A 1A 1
12 6Y 1B 2
uY
施密特反相器
uA
A
Y
uY
UTH ?
TTL： 1.4 V
CMOS：1
2
V
DD
UT+ 上限阈值电压 UT–下限阈值电压
回差电压： U TU T U T
一、电路组成及工作原理
8 +VCC
4
工作原理 uI
VCC
UCO 5
6
uI
2
10
&Q1
3
uO1
+VDD
2 3
VCC
1 3
VCC
OuO
&
UOH
t
010
谐波分量，故称作多谐振荡器。
6.3.1 555 定时器构成的多谐振荡器
设计思想：多谐振荡器是无稳态电路，两 个暂稳态不断地交替。
利用放电管T作为一个受控电子开关，使 电容充电、放电而改变TH＝TR，使触发器交 替置0、置1。
6.3.1 555 定时器构成的多谐振荡器
一、电路组成和工作原理
8 +VCC 4
GND 1
TR 2 555
OUT 3
RD 4
8 VCC 7 DIS
6 TH 5 CO
双极型 （TTL） 电源: 4.5 16V
数字电子技术基础：第六章 时序逻辑电路
为4进制加法计数器
为4进制减法计数器
6.2.时序逻辑电路的分析方法
可以合成一个状态转换表为：
A＝0时
Q2 Q1 Q2* Q1* Y
00 0 1 0 01 1 0 0 10 1 1 0 11 0 0 1
A＝1时
Q2 Q1
Q2* Q1* Y
0 0 0 1 11 10
A
0
01 10 00
00 1
11 0
②
驱动方程Y F ( X ,Q)
zk g1(x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
6.1 概述
图6.1.1
q1* h1(z1, z2 ,, zi , q1, q2 ,, ql )
③
状态方程Q* H (Z,Q )
ql hl (z1, z2 ,, zi , q1, q2 ,, ql )
6.1 概述
一、时序逻辑电路：
在任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信 号，而且还取决于电路原来的状态。 二、时序逻辑电路的构成及结构特点：
时序 逻辑电路 的构成可 用图6.1.1 所示框图 表示
图6.1.1
6.1 概述
特点：
图6.1.1
1.时序逻辑电路包含组合逻辑电路和存储电路两个部 分； 2.存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端， 与输入信号一起，共同决定组合逻辑电路的输出。
), K
2
K1 1 (Q1Q3 )
J3 Q1Q2 ,
K3 Q2
6.2.时序逻辑电路的分析方法
（2) 状态方程：
JK触发器的特性方程
Q* JQ K Q
将驱动方程代入JK触发器的特性方程中，得出电 路的状态方程，即
J1 (Q2Q3 J 2 Q1,
第六章清华_时序逻辑电路《数字电子技术基本教程》教学精品PPT课件
同步置0
CLK R LD EP ET 工作模式 0 X X X 置零 1 0 X X 预置数
X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
表示只有CLK上升沿达到时 R 0 的信号才起作用
②同步二进制减法计数器 原理：根据二进制减法运算 规则可知：在多位二进制数 减1时，若第i位以下皆为0 时，则第i位应当翻转，否则 应保持不变。
数据依次右移1位
《数字电子技术基本教程》
应用： 代码转换，串 并 数据运算
《数字电子技术基本教程》
器件实例：74LS 194A，左/右移，并行输入，保持，异步 置零等功能
并行输入
并行输出
《数字电子技术基本教程》
由图得到驱动方程：
S1 S Y R Y 带入SR触发器的特性方程， S1 得到状态方程
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基本教程》
分析：找出给定时序电路的逻辑功能 即找出在输入和CLK作用下，电路的次态和输出。
一般步骤：
①根据给定的逻辑图写出存储电路中每个触发器输入端的逻 辑函数式，得到电路的驱动方程。
②将每个触发器的驱动方程代入它的特性方程，得到电路的 状态方程。
③从逻辑图写出输出方程。
《数字电子技术基本教程》
Y AQ1
Q1* AQ1 AQ0 (Q1 Q1 ) ( AQ0 )Q1 AQ1
五、画逻辑图
Q0* ( AQ1 )Q0 1Q0
六、检查电路能否自启动
《数字电子技术基本教程》
将无效状态Q1Q0 11代入状态方程和输出方程计算，得到 A=1时次态转为10、输出为1；A=0时次态转为00、输出为0。
规则可知：在多位二进 制数末位加1，若第i位以 下皆为1时，则第i位应翻 转。
CLK R LD EP ET 工作模式 0 X X X 置零 1 0 X X 预置数
X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
表示只有CLK上升沿达到时 R 0 的信号才起作用
②同步二进制减法计数器 原理：根据二进制减法运算 规则可知：在多位二进制数 减1时，若第i位以下皆为0 时，则第i位应当翻转，否则 应保持不变。
数据依次右移1位
《数字电子技术基本教程》
应用： 代码转换，串 并 数据运算
《数字电子技术基本教程》
器件实例：74LS 194A，左/右移，并行输入，保持，异步 置零等功能
并行输入
并行输出
《数字电子技术基本教程》
由图得到驱动方程：
S1 S Y R Y 带入SR触发器的特性方程， S1 得到状态方程
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基本教程》
分析：找出给定时序电路的逻辑功能 即找出在输入和CLK作用下，电路的次态和输出。
一般步骤：
①根据给定的逻辑图写出存储电路中每个触发器输入端的逻 辑函数式，得到电路的驱动方程。
②将每个触发器的驱动方程代入它的特性方程，得到电路的 状态方程。
③从逻辑图写出输出方程。
《数字电子技术基本教程》
Y AQ1
Q1* AQ1 AQ0 (Q1 Q1 ) ( AQ0 )Q1 AQ1
五、画逻辑图
Q0* ( AQ1 )Q0 1Q0
六、检查电路能否自启动
《数字电子技术基本教程》
将无效状态Q1Q0 11代入状态方程和输出方程计算，得到 A=1时次态转为10、输出为1；A=0时次态转为00、输出为0。
规则可知：在多位二进 制数末位加1，若第i位以 下皆为1时，则第i位应翻 转。
数字电子电路课件第6章6.1
6.1 时序逻辑电路概述
一、时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别：
• 组合逻辑电路：任何 一个时刻的输出信号
仅取决于当时的输入 信号。
• 时序逻辑电路：任何 时刻的输出不仅取决 于该时刻的输入，而 且还取决于电路原来 的工作状态。
二、时序电路的组成：
外输入
输入 内输入
组合电路
外输出 输出 内输出
特点：
B、并行转换成串行
并入串出：一起进，一个一个出 例
（2）作为脉冲节拍延迟
n位数码串入串出时，使输出比输入延迟n个CP 脉冲，从而起到节拍延迟作用。
延迟时间 td= n TCP
其中，TCP 为移存脉冲的周期， n 为移存器的位数
（3）构成计数分频电路、序列信号发生器等 GO
并 CP
入 RD 串
1R D
Q1
2R D
Q2
3R D
Q3
4R D
Q4
5R D
串出 Q5
出
1
&
&
&
&
&&源自&&
&
GO
并入： Vi1
Vi2
Vi3
Vi4
1. RD加负脉冲
相应的与非门开放
Q1= Q2 = Q3 = Q4 = 1
2. M = 1 在CP脉冲作用下，各级并入。
串出：
Q1=D=Vi1 Q2=D=Vi2
1. M = 0 D1 = 0 D2 = Q1 D3 = Q2 D4 = Q3
CP
并行
取样 Q1
1
Q2 1
Q3 0 Q4 0
Q5
1 并入
00 1 串出
一、时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别：
• 组合逻辑电路：任何 一个时刻的输出信号
仅取决于当时的输入 信号。
• 时序逻辑电路：任何 时刻的输出不仅取决 于该时刻的输入，而 且还取决于电路原来 的工作状态。
二、时序电路的组成：
外输入
输入 内输入
组合电路
外输出 输出 内输出
特点：
B、并行转换成串行
并入串出：一起进，一个一个出 例
（2）作为脉冲节拍延迟
n位数码串入串出时，使输出比输入延迟n个CP 脉冲，从而起到节拍延迟作用。
延迟时间 td= n TCP
其中，TCP 为移存脉冲的周期， n 为移存器的位数
（3）构成计数分频电路、序列信号发生器等 GO
并 CP
入 RD 串
1R D
Q1
2R D
Q2
3R D
Q3
4R D
Q4
5R D
串出 Q5
出
1
&
&
&
&
&&源自&&
&
GO
并入： Vi1
Vi2
Vi3
Vi4
1. RD加负脉冲
相应的与非门开放
Q1= Q2 = Q3 = Q4 = 1
2. M = 1 在CP脉冲作用下，各级并入。
串出：
Q1=D=Vi1 Q2=D=Vi2
1. M = 0 D1 = 0 D2 = Q1 D3 = Q2 D4 = Q3
CP
并行
取样 Q1
1
Q2 1
Q3 0 Q4 0
Q5
1 并入
00 1 串出
数字电子技术-逻辑门电路PPT课件
在电路中的应用。
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
时序逻辑电路ppt课件
• 状态表
Reset Start B[0] E Sn
1 x xxx
0 0 x x S0
0 1 x x S0
0
X 0 x S1
0
X 1 x S1
0
X x 0 S2
0
X x 1 S2
Sn+1 Init Add Shr Cnt Done
S0 0 0 0 0 1 S0 0 0 0 0 1 S1 1 0 0 0 1 S2 0 0 0 1 0 S2 0 1 0 1 0 S1 0 0 1 0 0 S0 0 0 1 0 0
Start/Init
assign done = (state == S0); S1
//next state function
Cnt
always @(start or e or state) begin !B[0] case (state)
B[0]/Add
S0: if(start) next_state = S1;
S0
Done
!Start
endcase end
Start/Init
S1
//datapath function
Cnt
always @(posedge clk) begin
!B[0]
B[0]/Add
case (state) S0: if (start) begin
S2
E
Shr
!E
d <= x; b <= y;
X Y Start Reset 44 Clk
乘法器
reg [3:0] a, b, d; reg c; reg [1:0] state, next_state, t;
8 Z Done
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《数字电子技术基础》第五版
（4）列状态转换表：
00 Q2*Q1 *Y Q2 Q1
01
10
11
A
0
01/0 10/0 11/0 00/1
1
11/1 00/ 01/0 10/0
0
（5）状态转换图
《数字电子技术基础》第五版
分析举例
[例] 试分析图示电路的逻辑功能，并画出状态转换图 和时序图。
解：这是时钟 CP 下降沿触发的同步时序电路，分析如下：
Y
CPQ2n+1 =RJJ22 Q2n +KK22 Q2Rn = Q1n Q0n QR2n + Q0nQQ2 2n
RD
代入 J2 = Q1n Q0n ，K2 = Q0n
《数字电子技术基础》第五版
2. 列状态转换真值表
设电路初始状态为 Q2 Q1 Q0 = 000，则
现态
次态
Q2n Q1n Βιβλιοθήκη 0n Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 000001
驱 动 YF 方 (X ,Q )程
q 1*h 1(z1,z2, ,zi,q 1,q 2, ,q l) q lh l(z1,z2, ,zi,q 1,q 2, ,q l)
状态 Q * 方 H (Z ,Q 程 )
《数字电子技术基础》第五版
三、时序电路的分类
1. 同步时序电路与异步时序电路 同步：存储电路中所有触发器的时钟使用统一的clk,状态变
《数字电子技术基础》第五版
第六章 时序逻辑电路
6.1 概述
《数字电子技术基础》第五版
一、时序逻辑电路的特点
1. 功能上：任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还 与电路原来的状态有关。
2. 例：串行加法器，两个多位数从低位到高位逐位相加 3.
4. 5. 6. 7.
定输出
2. 电路结构上 ①包含存储电路和组合电路 ②存储器状态和输入变量共同决
时序电路的分析步骤：
1 时钟方程、 2
电路图
驱动方程和
状态方程
输出方程
3
判断电路 逻辑功能
5 状态图、 状态表或 时序图
4
计算
例：
《数字电子技术基础》第五版
(1)驱动 方 D2程 D A1 Q ： Q 11Q2
(2)状态 方 Q2*程 QA 1* ： Q D 11Q2 (3 )输出方程： Y[A (Q 1 Q 2)(A Q 1 Q 2 )]A Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
K1 1
J2 Q1,
K2 (Q1Q3 )
J3 Q1Q2 ,
K3 Q2
3.输 出 方 程 Y Q2Q3
2.代入 JK触发器的特性 Q*方 J程 Q（ KQ，得状态方程
Q1*(Q2Q3)Q1 Q2*Q1Q2 Q1Q3Q2 Q3*Q1Q2Q3 Q2Q3
6.2.2 时序电路的状态转换表、《状数态字电转子换技图术基、础状》第态五版 机流程图和时序图
《数字电子技术基础》第五版
2. 列状态转换真值表
设电路初始状态为Q2 Q1 Q0 = 000，则
现态
次态
Q2n Q1n Q0n Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 000001
001010
输出 Y 0 0
将新状态作现态，再计算下一个次态。 Y = Q2n Q0n = 0 ·1= 0 Q0n+1 = Q0n = 1 = 0 Q1n+1 = Q2n Q0n Q1n = 0 ·1 0 = 1 Q2n+1 = Q1n Q0n Q2n + Q0n Q2n = 0 ·1 ·0 + 1 ·0 =
J2 = Q1n Q0n ，K2 = Q0n
(3) 状态方程
1Q0n+1 =1JJJF00FQ00n Q1n+1 =1JCK11Q1n
++QKK0Kn010QQQ2n1&&0nnCF111代F==JK1代1Q入Q2入nQJ0Qn11QJn0+=0n0n&1K1=CKQ1FKQ11=F0J01nn2Q==21nQQQQ02n00Qnn 2n
一、状态转换表
Q 3 Q 2 Q 1 Q 3 * Q 2 * Q 1 *Y
000001 0 001 01 00 01 001 1 0 01 1 1 000 1 001 01 0 1 01 1 1 00 1 1 00001 1 1 1 0001
QQ2*1*Q(1QQ22Q3
)Q1 Q1Q3Q2
Q3* Q1Q2Q3 Q2Q3
化发生在同一时刻 异步：没有统一的clk,触发器状态的变化有先有后
2. Mealy型和Moore型
Mealy型： Y F(X,Q) Moore型：Y F(Q)
与X、Q有关 仅取决于电路状
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基础》第五版
6.2.1 同步时序电路的分析方法 分析：找出给定时序电路的逻辑功能
《数字电子技术基础》第五版
二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法
《数字电子技术基础》第五版
可以用三个方程组来描述：
y1f1(x1,x2, ,xi,q1,q2, ,ql) yj f1(x1,x2, ,xi,q1,q2, ,ql)
输出 Y方 F (X ,Q 程 )
z1g1(x1,x2, ,xi,q 1,q2, ,ql) zkg1(x 1,x2, ,xi,q 1,q2, ,ql)
输出 Y 0
将现态代入状态方程求次态：
Q0n+1 = Q0n = 0 = 1 Q1n+1 = Q2n Q0nQ1n = 0 ·0 0 = 0 Q2n+1 = Q1n Q0n Q2n + Q0n Q2n = 0 ·0 ·0 + 0 ·0 = 0
将现态代入输出方程求 Y Y = Q2n Q0n = 0 ·0= 0
即找出在输入和CLK作用下，电路的次态和输出。
一般步骤： ①从给定电路写出存储电路中每个触发器的驱动方程 （输入的逻辑式），得到整个电路的驱动方程。
②将驱动方程代入触发器的特性方程，得到状态方程。
③从给定电路写出输出方程。
例：
《数字电子技术基础》第五版
TTL电路
1.写驱动方程：
J1 (Q2Q3 ),
分析时不必考虑时钟信号。
电路工作前加负脉冲清零；工作时应置 RD = 1。
Y
1
FF0 1J
Q0
FF1 1J
Q1
FF2 1J
Q2
C1
C1
C1
1K
1K
1K
R CP
R
R
Q2
RD
《数字电子技术基础》第五版
1. 写方程式
(1) 输出方程 Y = Q2n Q0n
J0 = K0 = 1
(2) 驱动方程 J1 = K1 = Q2n Q0n
Y Q2Q3
CLQ K 3 Q 2 Q 1 Y
00000 1 001 0 201 00 301 1 0 41 000 51 01 0 61 1 01 70000 01 1 1 1 1 0000
二、状态转换图
《数字电子技术基础》第五版
四、时序图
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版