2019-§6时序逻辑电路-PPT精选文档85页

00(a)/1§6 时序逻辑电路01(b返)/回0
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Nantong University
4. 时序图 6.1.2 时序电路功能的表达 Qn1 1

Q0n
A
Q0n1(Q0nQ1n)AY(Q0 Q1)A
00(a)/0 00(a)/1 00(a)/1 00(a)/1
10(c)/0 01(b)/0 11(d)/0 01(b)/0
与电路原来的状态有关，称为～。
(2) 时序电路模型
I1 输入信号 Ii
组合电路
输出信号
O1
结构特征:
Oj
电路由组合电路和
S1 输出状态
S
m
存储电路
E1 Er
存储电路两部分组成。 电路存在反馈。
存储电路 的输入
O f(I,S ) Eg(I,S )
I (I1 ,I2, ,Ii); S (S 1 ,S 2, ,S m ) O (O 1 ,O 2, ,O j); I (I1 ,I2, ,Ii); S (S 1 ,S 2, ,S m ) E (E 1 ,E 2, ,E k);
0
1
01
0
10 1
0
1 0 1 1 / 0 0 1 / 0 QQ21 0 0 1 1 0 1 1 0
0
1 10 0/1 1 0/1
Y
(5)确定电路的逻辑功能:
X=0时： 00 01 10 11 ∴电路进行加1计数.
X=1时: 00 11 10 01 ∴ 电路进行减1计数.
电路功能：可逆计数器, Y可理解§为6 时进序位逻或辑借电位路 端返。回米利型： 18
Q1 0 1 0 0 1 0 0 1
Q2
00
10 0
100
§6 时序逻辑电路 返回
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6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例-3
整理得：Q1n1 Q1n； Q 2n 1X Q 1 n Q 2 n
§6 时序逻辑电路 返回
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6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例(续)
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(2)列出其状态表:
(3)画出状态图:
由 ： Q 2n 1X Q 1 n Q 2 n；
Q n1 1
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【例题6-1】：写时序电路的逻辑方程组
(1) 输出方程
Y(Q0 Q1)A
(2)激励方程（驱动方程）
D0(Q0Q1)A
D1 Q0 A (3) 状态方程
Q 0 n 1D 0(Q 0 nQ 1 n)A
Qn1 1
D1Q0nA
注：
Qn+1: 次态（触发器状态发
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6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例-2
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【例2】:分析图所示的同步时序电路
【解】：(1)写逻辑方程： (2)列出其状态表:
激励方程
状态表
D Q Q
0
1
0
D Q
1
0
D Q
2
1
状态方程
Q n1 D
Q nQ n
0
0
10
Q n1 D
6.3.2 同步时序逻辑电路设计举例
6.4 异步时序逻辑电路分析
6.5 若干典型的实现逻辑集成电路
6.5.1 寄存器与移位寄存器
6.5.2 计数器
§6 时序逻辑电路 返回
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6.1 时序逻辑电路的基本概念
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6.1.1 时序电路的定义、模型和分类
(1) 时序电路的定义： 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
Q0n A
Q0n1(Q0nQ1n)AY(Q0 Q1)A
0 0 (a) /0
1 0 (c) /0
0 0 (a) /1
0 1 (b) /0
0 0 (a) /1
1 1 (d) /0
0 0 (a) /§16 时序逻辑电路 返0回 1 (b) /0 9
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6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例
Nantong Unive【rsity 例1】:试分析如图所示时序电路的逻辑功能。
【解】：(1)写逻辑方程：X
激励方程: J1=K1=1
“1” CP
J2=K2=X Q1
输出方程: Y=Q2Q1
1J
1J
＞C
1 1K
FF1
=1 Q1
Q1
1J
＞C
1 1K
FF2
3. 状态图
Q 1 Q 0 6A.1/.Y2 时0/序0 电路功能的表1/0达
反映时序逻辑电路状态转换规律及相应输入、输出取值0/关1 系的图形称为
状态图，如下图6.1.2所示。
00
01
1/0
0/1
0/1
1/0
1 0 1/0
11
00(a)/0
10(c)/0
00(a)/1
01(b)/0
00(a)/1
11(d)/0
§6 时序逻辑电路
二、本章重点与难点
重点：
(1) 时序逻辑电路的概念和逻辑功能的四种表达方式；
(2) 时序逻辑电路的分析和设计方法；
(3）常用集成时序逻辑电路的功能和应用。
难点：
(1) 时序逻辑电路设计（初始状态流程建立、状态合并等）；
(2) 可编程逻辑器件的电路结构。
§6 时序逻辑电路 返回
2
南通大学 三、主要教学内容
Qn
1
1
0
Q n1 D
Qn
2
2
1
输出方程
Q&2nQ1n1Q0n
00 0
Q2n1Q1n+1Q0n1
00 1
00 1 0 1 0
1D 0 1Q0 0 1D1 0Q1 0 1D
Q2
01 1 1 1 0
CP
＞C11 0 Q00 ＞C01 0 Q1 1 ＞C1 Q2
FF10 0 1
0FF1 1 0 FF2
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1. 逻辑方程组
6.1.2 时序电路功能的表达
时钟方程
激励方程（驱动方程） 时序逻辑电路的方程有：
输出方程
3组方程
状态方程
在同步时序逻辑电路中，由于各存储单元的时钟为同一时钟 源的同一脉冲边沿，所以其时钟方程可以省略。
§6 时序逻辑电路 返回
如有效循环,则具有自启动能力。 §6 时序逻辑电路 返回
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南通大学 (4)画出时序图
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6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例-2
Q2Q1Q
0
000
001
(5)确定电路的逻辑功能:
该电路为脉冲分配电
011
110
100
010
101
路，或节拍脉冲产生器.
111
C P
Q0 1 0 0 1 0 0 1 0
Q2
Q2 & Y
状态方程: 将激＞励C 方程代入(JK 触发器)特性方程得状态方程:
FF1: J1=K1=1
Q1n1J1Q1nK1Q1n Q 1 n11Q 1n1Q 1 nQ 1 n
FF2： J2=K2=X Q1
Q2n1J2Q2nK2Q2n
Q 2 n 1 X Q 1 nQ 2 n X Q 1 nQ 2 n
1 1 0Z0 1 0 Z10
Z2
11 1 1 1 0
z0Q 0;z1Q 1;z2Q 2
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6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例-2
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(3)根据状态表画出状态图
状态表
Q2 Q1 Q
0
000
001
011
110
100
010
111
101
Sn 1h(E ,Sn) E (I1 ,I2, ,Ik); S §6 时(S 序1 ,S 逻2,辑 电,S 路m ) 返回
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6.1.1 时序电路的定义、模型和分类
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(3) 时序电路的分类
脉冲控制型
异步时序逻辑电路
米利型：
穆尔型： 米利型：

Q1n；
Y=Q2Q1
状态表
Q
n 2
Q
n 1
Q Q n1 n1 21
/Y
X=0
X=1
00
0 1 /0 1 1/0
01
1 0 /0 0 0/0
10
1 1 /0 0 1/0
11
0 0 /1 1 0/1
X/Y Q2 Q1
0/0
0000
1 /0
0011
0/ 1
1 /0
1 /0
0/0
1 /1
1111
0/0
Q2nQ1n1Q0n
√ 000
√ 001 √ 010 √ 011 √ 100 √ 101
√ 110 √ 111
Q2n1Q1n+1Q0n1 001 010
100 110 001 010 100 110
∴电路具有自启动能力。
结论：如何判断电路是否具有自启动能力？
方法：画出完整的状态图(包括所有状态)，在任何无效状态下都能进
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6.1.2 时序电路功能的表达
时序电路的逻辑功能：是指逻辑电路的输出Y、次态 Q n和 1 电路的输
入A、现态 Q间n 的逻辑关系。
功能的表示方式：
逻辑方程组、状态表、状态图、时序图4种表示方式，而且这四种
表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。
1100
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6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例(续)
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(4)根据状态表，画出波形图:
状态表
CP
Q
n 2
Q
n 1
Q Q n1 n1 21
/Y
X=0 X=1
X
Y=Q2Q1
0 00 1/0 0 11 0/0
1 1/0 0 0/0
QQ10
Q0
Q1
Y
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【解析题1】：P319 题6.1.5 Nantong University
§6 典型习题解析
图题6.1.5所示是某时序电路的状态图，设电路的初始状态为01,当
序列A＝100110(自左至右输入）时，求该电路输出Z的序列。
【解】：
Z: 011010
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Nantong University 6.1 时序逻辑电路的基本概念
§6 时序逻辑电路
6.1.1时序逻辑电路的模型与分类
6.1.2时序逻辑电路功能的表达
6.2 同步时序逻辑电路分析
6.2.1 分析同步时序逻辑电路分析的一般步骤
6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例
6.3 同步时序逻辑电路设计
6.3.1 设计同步时序逻辑电路分析的一般步骤
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南通大学 【解析题2】：P320 习题6.1.6 §6 典型习题解析
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已知某时序电路的状态表如表题6.1.6所示，输入为A,试画出它的状态图。
如果电路的初始状态在b，输入信号A依次是 0、1、0, 1、1、1、1，试求其相
应的输出。
解(2): 初始状态在b,输入信号A依次是0、1、0, 1、1、1、1时其相应的输出Z.
方程组：是和逻辑电路图直接对应的函数式表达形式，贯穿于时序 电路分析与设计的始终。
状态表、状态图：是以表格和图形的形式，描述整个时序电路的状 态转移规律和输出变化规律，使电路的逻辑功能一目了然。
时序图：便于进行波形观察，在实验调试中最适用。
四种描述方法都是分析和设计的基本工具，应深刻理解，牢固掌握。
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一、教学基本要求
§6 时序逻辑电路
(1) 掌握时序逻辑电路的基本概念 (2) 掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法 (3) 掌握典型集成时序逻辑电路的功能和应用 (4) 了解可编程逻辑器件的基本结构和工作原理
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1
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（设触发器对下降沿敏感)。
【解】：
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6.2 时序逻辑电路的分析
6.2.1 分析同步时序电路的一般分析步骤
1
电路图
时钟方程 驱动方程
2
状态方程
输出方程
3
判断电路 5 逻辑功能
状态表 状态图
4
计算
或时序图
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时序电路类型：
电平控制型 穆尔型：
同步时序逻辑电路 异步时序逻辑电路定义（P 247）：
脉冲控制型 米利型： 穆尔型：
若电路中各存储单元没有统一的时钟脉冲，或没有时钟脉冲， 各存储单元的状态更新不是同时发生的，则这种电路称为异步时 序电路。
同步时序逻辑电路定义（P 247） ：
电路中各存储单元状态的转换是在同一时钟源的同一脉冲边沿 作用下同步进行的，状态更新是同时发生的，则这种电路称为~。
输出Z: 1010101
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【解析题3】：P320 题6.1.8 南通大学
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§6 典型习题解析
6.1.8 已知状态表如表题6.1.8所示，若电路的初始状态为 Q1Q0 00 输入信号A波形如图题6.1.8所示，输出信号为Z，试画出的Q 1Q 0波形
生变化之后的状态);
Qn: 现态（状态变化之前);
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南通大学 2. 状态表
6.1.2 时序电路功能的表达
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反映时序逻辑电路的输出Y、次态 Q和n 电1 路的输入A、现态
Q 对n 应取值关系的表格称为状态表。如表6.1.