第6章 时序逻辑电路-修改
第6章_时序逻辑电路 课后答案
第六章 时序逻辑电路【题 6.3】 分析图P6.3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，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。
Y图P6.3【解】驱动方程:11323131233J =K =Q J =K =Q J =Q Q ;K =Q ⎧⎪⎨⎪⎩ 输出方程:3YQ =将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为:n+11313131n 12121221n+13321Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +⎧=+=⎪=+=⊕⎨⎪=⎩ 电路能自启动。
状态转换图如图A6.3【题 6.5】分析图P6.5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，画出电路的状态转换图。
A 为输入逻辑变量。
图A6.3Y图P6.5【解】驱动方程: 1221212()D AQ D AQ Q A Q Q ⎧=⎪⎨==+⎪⎩输出方程: 21Y AQ Q =将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为:n+112n+1212()Q AQQ A Q Q ⎧=⎪⎨=+⎪⎩ 电路的状态转换图如图A6.51图A6.5【题 6.6】 分析图P6.6时序电路的逻辑功能，画出电路的状态转换图，检查电路能否自启动，说明电路能否自启动。
说明电路实现的功能。
A 为输入变量。
AY图P6.6【解】驱动方程: 112211J K J K A Q ==⎧⎨==⊕⎩输出方程: 1212Y AQ Q AQ Q =+将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为:n+111n+1212QQ Q A Q Q ⎧=⎪⎨=⊕⊕⎪⎩ 电路状态转换图如图A6.6。
A ＝0时作二进制加法计数，A ＝1时作二进制减法计数。
01图A6.6【题 6.7】 分析图P6.7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，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。
Y图P6.7【解】驱动方程: 001023102032013012301;;;J K J Q Q Q K Q J Q Q K Q Q J Q Q Q K Q==⎧⎪=•=⎪⎨==⎪⎪==⎩ 输出方程: 0123Y Q Q Q Q =将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为:*00*1012301*2023012*3012303()Q ()Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q⎧=⎪=++⎪⎨=++⎪⎪=+⎩ 设初态Q 1Q 3Q 2Q 1 Q 0=0000，由状态方程可得：状态转换图如图A6.7。
《电子技术基础》第6章时序逻辑电路的分析与设计-1
6.1 时序逻辑电路的基本概念
1. 时序电路的一般化模型
I1 Ii
O1
Oj
Sm 特点： Ek 1）时序逻辑电路由组合电路（逻辑门）和存储电路( 一般由触 发器构成) 组成。 2）电路的输出由输入信号和原来的输出状态共同决定.
4/9/2019 12:58:22 PM
… … S1 …
… E1 … …
组合电路
1/0 1/0 1/0
01 01 0/0 10 10
00
11
10
01
0/1 11 11
1/1
0/0
电路进行减1计数 。 电路功能：可逆4进制计数器 Y可理解为进位或借位端。
4/9/2019 12:58:22 PM
D2 Q
n 1
(3) 根据状态方程组和输出方程列出状态表
Sn→Sn+1
S = Q2Q1Q0
Q
n 1 0
Q Q
n 1
n 0
Q
n 1 1
Q
n 0
n 1 Q2 Q1n
状态表
n 1 n n 1 n 1 n Q Q Q Q Q Q 0 1 0 1 2
n 2
(4) 画出状态图 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0
存储电路
时序电 路输入 信号
I1
Ii
O1 Oj
组合电路
时序电 路输出 信号
存储电路激 励信号(触发 器的输入)
… …
… …
存储电路输 出信号 (电路状态S) 各触发器的状态Q
S1 Sm …
E1
… Ek
存储电路
各信号之间的逻辑关系方程组为：
O = F1（I，Sn） E = F2
第6章 时序逻辑电路
J 和 K 接为互反，相当于一个D触发器。时钟相连 是同步时序电路。
电路功能： 有下降沿到来时，所有Q端更新状态。
2、移位寄存器 在计算机系统中，经常要对数据进行串并转换，移 位寄存器可以方便地实现这种转换。
左移移位寄存器
•具有左右移位功能的双向移位寄存器
理解了前面的左移移位寄存器，对右移移位寄存器 也就理解了，因位左右本身就是相对的。实际上，左右 移位的区别在于：N触发器的D端是与 Q N+1相连，还是 与Q N-1相连。
第六章 时序逻辑电路
如前所述，时序逻辑电路的特点是 —— 任一时刻 的输出不仅与当前的输入有关，还与以前的状态有关。
时序电路以触发器作为基本单元，使用门电路加以 配合，完成特定的时序功能。所以说，时序电路是由组 合电路和触发器构成的。
与学习组合逻辑电路相类似，我们仍从分析现成电 路入手，然后进行时序逻辑电路的简单设计。
状态化简 、分配
用编码表示 给各个状态
选择触发器 的形式
确定各触发器 输入的连接及 输出电路
NO 是否最佳 ？
YES
设计完成
下面举例说明如何实现一个时序逻辑的设计：
书例7-9 一个串行输入序列的检测电路，要求当序
列连续出现 4 个“1”时，输出为 1，作为提示。其他情 况输出为 0。
如果不考虑优化、最佳，以我们现有的知识可以很
第二步： 状态简化
前面我们根据前三位可能的所有组合，设定了 8 个
状态A ~ H，其实仔细分析一下，根本用不了这么多状态。
我们可以从Z=1的可能性大小的角度，将状态简化为
4 个状态：
a
b
c
d
A 000
B 100
D 110
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
第六章 时序逻辑电路(调整序列码)0609
序列信号：111 1000 1001 1010 ①列移位状态表（续）
态序 序列 Q3Q2Q1Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 D0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0
一、二进制计数器
分析设计方法： 二进制计数器构成简单，规律 性强，用观察法。
(1)分析计数状态表，找各触发器状态翻转的规律; (2)根据所用触发器确定电路连线。 1、异步二进制计数器：
⑴无统一CP，输入时钟信号只作用于最低位触发器。 ⑵各触发器间串行连接，即状态更新逐级进行。速度 慢，可能会出现毛刺。 ⑶主要用于分频、定时，低速计数等。
表示时序电路的状态、状态转换条件、方向、及 状态转换规律。 米里型 （输出与状态、 输入有关） 莫尔型 X/Z yn
y n＋ 1
X y n/Z y n＋1 /Z
（输出仅与状态有关）
实际时序电路中,若有n个触发器(记忆单元), 一般有N个状态,2n-1≤N≤2n。
§1 寄存器
寄存器： 暂时存放数据或二进制代码的电路。
t1
t2
t3
存1 个 数 据 占 用1 个 cp
D1 D2 D3、 Q1 Q2 Q3波形略
二、移位寄存器
移位：按指令(cp),触发器状态可 向左右相邻的触发器传递。 功能：寄存，移位。
构成：相同的寄存单元（无空翻触发器）
《时序逻辑电路修改》课件
首先确定移位器的操作方向和位数，然后选择合适的触发器和组合逻辑门类型和数量。接 着根据操作规则设计电路的连接方式，最后测试和验证电路的功能是否正确。
CHAPTER 04
时序逻辑电路修改注意事项
修改前注意事项
理解原电路功能
在修改前，需要充分理解原时序逻辑电路的功能和设计原理，确保对 电路的工作原理和状态转换有清晰的认识。
可维护性强
在电路出现问题时，可以快速定位并 修复，提高了电路的可靠性和稳定性 。
修改的优缺点
• 降低成本：通过修改已有的时序逻辑电路 ，可以避免重新设计和生产，节约了成本 。
修改的优缺点
技术要求高
时序逻辑电路修改需要具备深厚的专业知识，对设计者的技术水 平要求较高。
风险较大
在修改过程中可能引入新的错误或问题，导致电路性能下降或失 效。
总结与展望
总结
时序逻辑电路修改是一项重要的技术，它为电子系统设计带来了极大的便利。在 未来的发展中，随着技术的不断进步，时序逻辑电路修改将更加智能化、自动化 和模块化。
展望
随着人工智能、机器学习等技术的不断发展，未来时序逻辑电路修改将更加智能 化，能够自动识别问题并进行修复。同时，模块化设计方法将进一步提高设计的 可重用性和可维护性，为电子系统设计带来更大的发展空间。
CHAPTER 03
时序逻辑电路修改实例
修改计数器电路
总结词
计数器电路是常见的时序逻辑电路，用于对输入信号进行 计数。
详细描述
计数器电路通常由触发器组成，通过修改触发器的状态来改变计 数值。在修改计数器电路时，需要了解计数器的逻辑功能和触发
器的状态转换规则。
修改步骤
首先确定计数值，然后根据计数值选择合适的触发器类型和数量 。接着根据逻辑功能设计触发器的连接方式，最后测试和验证电
数字电路与逻辑设计微课版(第6章 时序逻辑电路)教案
第6章时序逻辑电路本章的主要知识点时序逻辑电路的基本知识、时序逻辑电路的分析和设计、关于自启动的修正问题、常用的中规模时序电路。
1.参考学时10学时（总学时32学时，课时为48课时可分配12学时）。
2.教学目标（能力要求）●掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法；●掌握电路挂起的修正方法；●掌握常用的中规模时序逻辑电路（计数器、寄存器）的外部特性及使用方法；●掌握脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法；●掌握中规模时序逻辑电路的分析和设计方法。
3.教学重点●同步时序逻辑电路的设计：包括设计中的原始状态图、状态表、状态化简、状态编码、确定激励函数和输出函数等；●同步时序逻辑电路的自启动的分析：能根据设计好的电路分析电路是否存在自启动的问题，并学会修正它。
●脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法：了解和同步时序逻辑电路的分析和设计方法的差异性，并熟练掌握脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法●中规模时序逻辑电路的外部特性及使用方法：通过理论分析来学习常用中规模时序逻辑电路的外部特性及使用方法，通过具体实例来学习中规模时序逻辑电路的分析和设计方法4.教学难点●原始状态图：学生开始不知道如何增加状态，什么时候增加状态●自启动的修正：学生能分析出挂起，但是对于修正比较困难●脉冲异步时序逻辑电路的分析：当脉冲异步时序逻辑电路的存储电路是没用统一时钟端的钟控触发器时，如何分步找到每个触发器的时钟的跳变时刻对学生来说是一大挑战●计数器的使用方法：掌握置数法、清零法、级联法实现任意模的计数器5.教学主要内容（1）时序逻辑电路概述（15分钟）（2）小规模时序逻辑电路分析（120分钟）➢小规模时序逻辑电路的分析方法和步骤➢小规模同步时序逻辑电路的分析➢小规模异步时序逻辑电路的分析（3）小规模时序逻辑电路设计（180分钟）➢小规模时序逻辑电路的设计方法和步骤➢小规模同步时序逻辑电路的设计➢小规模异步时序逻辑电路的设计（4）常用中规模时序逻辑电路（45分钟）➢集成计数器➢寄存器（5）中规模时序逻辑电路的分析和设计（90分钟）➢中规模时序逻辑电路的分析➢中规模时序逻辑电路的设计6.教学过程与方法（1）时序逻辑电路概述（15分钟）简要介绍时序逻辑电路的结构、特点、分类和描述方法等。
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
数字电路第6章(1时序逻辑电路分析方法)
数字电路第6章(1时序逻辑电路分析方法)1、第六章时序规律电路本章主要内容6.1概述6.2时序规律电路的分析方法6.3若干常用的时序规律电路6.4时序规律电路的设计方法6.5时序规律电路中的竞争-冒险现象1.时序规律电路的特点2.时序规律电路的分类3.时序规律电路的功能描述方法§6.1概述一、时序规律电路的特点1、功能：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。
例:串行加法器:两个多位数从低位到高位逐位相加一、时序规律电路的特点2.电路结构①包含存储电路和组合电路，且存储电路必不行少；②存储电路的输出状态必需反馈到组合电路输入端，与输入变量共同确定组合规律的输出。
yi:输出信号xi:输2、入信号qi:存储电路的状态zi:存储电路的输入可以用三个方程组来描述：Z=G(X,Q)二、时序电路的分类1.依据存储电路中触发器的动作特点不同时序电路存储电路里全部触发器有一个统一的时钟源;触发器状态改变与时钟脉冲同步.同步：异步：没有统一的时钟脉冲，电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。
二、时序电路的分类2.依据输出信号的特点不同时序电路输出信号不仅取决于存储电路的状态，而且还取决于输入变量。
Y=F(X,Q)米利(Mealy)型：穆尔(Moore)型：输出状态仅取决于存储电路的状态。
犹如步计数器Y=F(Q)三、时序规律电路的功能描述方法描述方法3、规律方程式状态转换表状态转换图时序图三、时序规律电路的功能描述方法(1)规律方程式：写出时序电路的输出方程、驱动方程和状态方程。
输出方程反映电路输出Y与输入X和状态Q之间关系表达式；驱动方程反映存储电路的输入Z与电路输入X和状态Q之间的关系状态方程反映时序电路次态Qn+1与驱动函数Z和现态Qn之间的关系三、时序规律电路的功能描述方法(2)状态〔转换〕表：反映输出Z、次态Qn+1和输入X、现态Qn间对应取值关系的表格。
(3)状态〔转换〕图：(4)时序图：反映时序规律电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的有向图形。
第6章 时序逻辑电路-习题答案
第六章 时序逻辑电路6-1 分析题图6-1所示的同步时序电路，画出状态图。
题图6-1解： 11221211n n n n J K Q T Q Z Q Q ====，，，，11111111212n n n n nn n nQ J Q K Q Q Q Q Q Q +=+=+=+122212n n n n Q T Q Q Q +=⊕=⊕，状态表入答案表6-1所示，状态图如图答案图6-1所示。
答案表6-1答案图6-16-2 分析题图6-2所示的同步时序电路，画出状态图。
题图6-2 解：按照题意，写出各触发器的状态方程入下：11J K A ==，21n J Q =，21K =，1212n n nQ Q Q +=，111n n Q A Q +=⊕状态表入答案表6-2所示，状态图如图答案图6-2所示。
答案表6-2答案图6-2Q 2n Q 1n Q 2n+1 Q 1n+1 Z0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1A Q 2n Q 1n Q 2n+1 Q 1n+1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0CLK D 1D 2D 3Q 3Q 2Q 1Q 2Q 3Q 1Q 1Q 2Q 3&6-3分析题图6-3所示的同步时序电路，画出状态图。
题图6-3解：按照题意，写出各触发器的状态方程入下：1112213232131n n n nn J K T J K Q Q T J Q Q K Q ========1，，， 133********n n n n n n n nQ J Q K Q Q Q Q Q Q +=+=+ 1222132n n n n nQ T Q Q Q Q +=⊕=⊕ 1111111n n n n Q T Q Q Q +=⊕=⊕=答案表6-3答案图6-36-4 在题图6-4所示的电路中，已知寄存器的初始状态Q 1Q 2Q 3=111。
数字逻辑设计第6章 时序逻辑电路习题与解答
L’／C 为 1 时，装入无效，161 对输入的 CLK 进行计数。 L’／C 为 1 或为 O 时，装入有效，而装入值为 D3=Q2，D2=Q1，D1=Q0，D0=串 行输入数据，所以该电路的功能将数据左移，低位补的是串行输入数据。 6-11 试分析图 6-74 的计数器在 C=1 和 C=0 时各为几进制计数器?
第 6 章 习题
6-1 说明时序电路和组合电路在逻辑功能和电路结构上有何不同?
题 6-1 答：
逻辑功能上，时序电路任一时刻的输出不仅取决于当时的输入，而且与电路 的原状态有关。
结构上的特点有两点： (1)时序电路中包含存储元件，通常由触发器构成。 (2)时序电路的存储元件的输出和电路输入之间存在着反馈连接。
Q2Q1Q0
000
/0
/1
001
/0
010
/0
101
/0
100
/0
011
由状态转换图可画出 Q2Q1Q0 和输出 F 的状态卡诺图如下：
Q1Q0 Q2 00 01 11 10
00
0
10
Q1Q0
Q2
00
01 11 10
00
10
0 10
11 0 X X
(a)Q2 卡诺图
Q1Q0 Q2 00 01 11 10
6-3 试分析图 6-69 所示时序逻辑电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态 方程和输出方程，画出电路的状态转换图。
F
FF0
DQ >C 1 Q
CLK
FF1
DQ >C 1 Q
图 6-69
题 6-3 解：根据图 6-69 可写出如下驱动方程：
第六章时序逻辑电路
CLK异0为步计计数数输器入与端、同Q步0为计输数出器端比，二，进具制有计如数下器 特点： CLK* 1电为计路数简输单入；端、Q3为输出端，五进制计数器 CLK* 1速与Q度0慢相连；、CLK0为输入端、Q3为输出端，十进制计数器
四、任意进制计数器的构成方法 设已知计数器的进制为N,要构成的任意进制计数
圆圈表示电路的各个状态，箭头表示状态表示的方向， 箭头旁注明转换前的输入变量取值和输出值
三、状态机流程图（SM图） 采用类似于编写计算机程序时使用的程序流程图的形
式，表示在一系列时钟脉冲作用下时序电路状态的流程以及 每个状态下的输入和输出。
四、时序图 在输入信号和时钟脉冲序列作用下，电路状态、
输出状态随时间变化的波形图。
电路在某一给定时刻的输出
取决于该时刻电路由的触输发入器保存 还取决于前一时刻电路的状态
时序电路： 组合电路 + 触发器
电路的状态与时间顺序有关
例：串行加法器电路
利用D触发器 把本位相加后 的进位结果保 存下来
时序电路在结构上的特点：
（1）包含组合电路和存储电路两个组成部分
（2）存储输出状态必须反馈到组合电路的输入端，与输入 信号共同决定组合逻辑电路的输出
串行进位方式以低位片的进位输出信号作为高位片的时 钟输入信号;
并行进位方式以低位片的进位输出信号作为高位片的 工作状态控制信号（计数的使能信号），两片的CLK同时接 计数输入信号。
二、异步计数器
B、减法计数器
二、异步计数器
B、减法计数器
根据T触发器的翻转规律即可画出在一系列CLK0脉冲信号 作用下输出的电压波形。
2、异步十进制计数器
J K端悬空相当于接逻辑1电平 将4位二进制计数器在计数过程中跳过从1010到1111这6个状态。
第6章 时序逻辑电路
８位二进制数码需几个触发器来存放？
2021/8/5
37
计数器：用以统计输入时钟脉冲CLK个数的电路。 计数器的分类：
1．按计数进制分 二进制计数器：按二进制数运算规律进行计数的 电路称作二进制计数器。 十进制计数器：按十进制数运算规律进行计数的 电路称作十进制计数器。 任意进制计数器：二进制计数器和十进制计数器 之外的其它进制计数器统称为任意进制计数器。
驱动方程代入特性方程得状态方程。 输出方程：输出变量的逻辑表达式。
2021/8/5
7
2. 状态表
反映输出Z、次 态Q*与输入X、现 态Q之间关系的 表格。
2021/8/5
8
3. 状态图
标注：输入／输出
反映时序电路 箭尾： 状态转换规律， 现态
及相应输入、
输出取值关系
的图形。
箭头： 次态
2021/8/5
2021/8/5
时钟方程、 2
驱动方程和
状态方程
输出方程
3
5 状态图、 状态表或
时序图ห้องสมุดไป่ตู้
4
计算
11
例
1 时钟方程：C2 L C K 1 L C K 0 L C K同钟L 步方时程K 序可电省路去的不时写。
写 输出方程： YQ'1Q2 输出仅与电路现态有关，
方
为穆尔型时序电路。
程 式
驱动方程：JJ21
Q1 Q0
K2 Q1' K1 Q0'
2021/8/5
J0 Q2'
K0 Q2
12
2 求状态方程
JK触发器的特性方程：
JJ21
Q1
清华数字电路课件第六章-时序逻辑电路
YF(Q)
仅取决于电路
6.2.时序逻辑电路的分析方法
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法
时序逻辑电路的分析：就是给定时序电路，找出该的 逻辑功能，即找出在输入和CLK作用下，电路的次态和 输出。由于同步时序逻辑电路是在同一时钟作用下， 故分析比较简单些，只要写出电路的驱动方程、输出 方程和状态方程，根据状态方程得到电路的状态表或 状态转换图，就可以得出电路的逻辑功能。
6.2.时序逻辑电路的分析方法
(4）状态转换表：
Q Q12n n 1 1 D D12Q A1Q1Q2
A＝0时
Y [ A Q 1 ( Q 2 ) ( A Q 1 Q 2 ) ] A Q 1 Q 2 A Q 1 Q 2 A＝1时
Q2 Q1 Q2* Q1* Y
00 0 1 0 01 1 0 0 10 1 1 0 11 0 0 1
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 KQ
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), K1 1
J2 Q1,
K2 (Q1Q3)
J3 Q1Q2,
K3 Q2
(3)输出方程：
QQ2*1*Q(1QQ22Q3)Q1QQ31Q2 Q3*Q1Q2Q3 Q2Q3
YQ2Q3
6.2.时序逻辑电路的分析方法
6.2.2时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、状态 机流程图和时序图
从例题可以看出，逻辑电路的三个方程应该说已 经清楚描述一个电路的逻辑功能，但却不能确定电路 具体用途，因此需要在时钟信号作用下将电路所有的 的状态转换全部列出来，则电路的功能一目了然
(完整word版)数字逻辑第六章
第六章时序逻辑电路1 ：构成一个五进制的计数器至少需要（）个触发器A：5B：4C：3D：2您选择的答案: 正确答案: C知识点：n个触发器可构成一个不大于2n进制的计数器。
A -————-————-——-——--——------——--——----——--———-——-—-———————--—-—————-——--————-—2 ：构成一个能存储五位二值代码的寄存器至少需要（）个触发器A:5B：4C:3D：2您选择的答案：正确答案： A知识点：一个触发器能储存1位二值代码,所以用n个触发器组成的寄存器能储存n位二值代码。
—-————-—---—---—-—-——--—-—-—----————---—---———--—---—--——---—-------—-——--——3 : 移位寄存器不具有的功能是（）A:数据存储B：数据运算C：构成计数器D:构成译码器您选择的答案: 正确答案: D知识点：移位寄存器不仅可以存储代码,还可以实现数据的串行—并行转换、数值的运算、数据处理及构成计数器。
-—-—————---—--——--—-——---——-———-—--—---——---————-————-----——-—--—-————--————4 ：下列说法不正确的是（）A:时序电路与组合电路具有不同的特点,因此其分析方法和设计方法也不同B:时序电路任意时刻的状态和输出均可表示为输入变量和电路原来状态的逻辑函数C:用包含输出与输入逻辑关系的函数式不可以完整地描述时序电路的逻辑功能D:用包含输出与输入逻辑关系的函数式可以完整地描述时序电路的逻辑功能您选择的答案：正确答案： D知识点：时序逻辑电路的逻辑关系需用三个方程即输出方程、驱动方程及状态方程来描述。
——---—-——-—————--—-——----—---—-—---—-——--—-—------————-——--——--———--—-------5 : 下列说法正确的是（ )A:时序逻辑电路某一时刻的电路状态仅取决于电路该时刻的输入信号B：时序逻辑电路某一时刻的电路状态仅取决于电路进入该时刻前所处的状态C:时序逻辑电路某一时刻的电路状态不仅取决于当时的输入信号,还取决于电路原来的状态D:时序逻辑电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分，其中组合电路是必不可少的您选择的答案: 正确答案： C知识点:时序逻辑电路的特点：时序逻辑电路中，任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入,还取决于电路原来的状态.时序逻辑电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分，其中存储电路是必不可少的。
《时序逻辑电路修改》课件
需要将其从电路中删除。
3
移动寄存器
移动寄存器可以优化电路的布局，从
修改寄存器的参数
4
而提高电路的性能。
通过修改寄存器的参数，可以改变电 路的行为，从而达到对时序逻辑的修
改。
添加寄存器
添加寄存器的的目的是为了调整电路的时序逻辑。
步骤一：确定寄存器的位置
在电路中确定寄存器的位置，以及寄存器和 其它元件之间的连线。
步骤二：选型
选择适合的寄存器型号，以满足电路的要求。
步骤三：电路设计
将寄存器加入到电路中，并根据需要修改电 路连接。
注意事项
添加寄存器可能会增加电路的复杂度，需要 经过仔细的设计和仿真验证。
删除寄存器
有时候，某个寄存器可能不再需要，需要将其从电路中删除。
步骤一：确定删除的寄 存器
在电路中确定需要删除的寄存 器。
《时序逻辑电路修改》 PPT课件
时序逻辑电路是计算机的重要组成部分。本课件将介绍修改时序逻辑电路的 方法和步骤。
时序逻辑电路定义
时序逻辑电路是一类电路，其输出信号的变化取决于过去的输入，而不仅仅 是当前的输入。这样的电路又称为有记忆电路。 时序逻辑电路的实现中，经常需要对原有的电路进行修改。
修改时序逻辑电路的原因
步骤二：拆掉寄存器
将需要删除的寄存器从电路中 拆下来。
注意事项
删除寄存器后，要清洁电路板， 避免留下污染。
移动寄存器
移动寄存器可以优化电路的布局，从而提高电路的性能。
1 步骤一：分析电路
对电路进行分析，并确定需要移动的寄存器。
2 步骤二：设计新布局
设计新布局，将寄存器与其它元件连接在一起。
3 注意事项
总结
时序逻辑电路改PPT课件
111
1 1 1 11：从起点开始，曾连续输入4个“1”，
结果发生。
第8页/共76页
3. 状态转换图
在CLK作用下，状态进行转换
现态→次态
x/y Q2Q1
0/0 0 0
1/0 0
0/0 1
x Q2 Q1 000 001 010 011
0/0
1/0 0/0 1
11
0
100 101
1/1 1/0
110 111
CLK
输出方程 驱动方程
状态方程
状态方程的另一种形式
第4页/共76页
状态转换表和状态转换图
状态转换表（可从方程式转换来）
输入 现态 输出 次态
XQ
Y Q*
ti 时刻:
…… X(ti) ……
…… Q(ti) ……
…… Y(ti) ……
…… Q(ti+1) ……
状态转换图（将状态转换表中的一行画成一个单元） X(ti)/Y(ti)
还取决于电路的原来状态。
输入历史
即时输入
即时输入+输入历史＝到该时刻为止的输入时序
因此时序电路的功能可说成：任一时刻电路的输出与到该时刻
为止的输入时序有关。
二、时序电路的结构特点
组合逻辑电路 1. 电路构成 存储电路 （必不可少）
2. 存在一个从组合电路→存储电路→
组合电路的反馈
图6-1 时序逻辑电路的结构框图
时序图
→功能说明
第6页/共76页
例6-1：试分析下图所示时序逻辑电路的逻辑功能（图中 的FF均为边沿触发器，已知电路的初始状态 Q2Q1 00 ）
y
Q2 Q 1D &
FF2 Q' C1<
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1
Q4 Q5 Q6 Q7 ENP ENT C1
Q4 Q5 Q6 Q7 ENP ENT C1 CO
CO
同步时钟方式：
1
Q0 Q1 Q2 Q3 ENP ENT C1 CO
集成同步二进制可逆计数器 加法计数器（正向计数） 可逆计数器（加/减计数器）
清零
五、集成同步4位二进制加法计数器
1、集成同步4位可预置二进制加法计数器（74LS161）
（1）电路 两个使能端 计数时，两者 均应为1
进位 信号
异步清零端 时钟 同步加载输入
（2）功能表
异步清零 同步置数 计数 产生进位 保持
（3）逻辑符号 进位输出CO，当内输出 3CT=15时，CO=1 模式关联记号 当LD=1时，计数器在G3、 G4及C5的配合下，将进 入加法计数模式 当LD=0时，这时电路在CP正 沿作用下，即C5=1，计数器 将执行并行置数操作
总定性记号
存数 计数时钟
RCTR3：3级行波计数器，也可以写成CTRDIV8 表示模为8（2N）的分频器或计数器
CP：作用是在原存数上+1
设tpd——触发器的平均触发传输时延
T 电路对输入一次时钟需要的计数时间为： CP min Nt pd max
N位异步二进制加法计数器的最高计数频率为：
f CP max
二、用进位反馈置数法法构成任意进 制计数 1、电路,M=7 异步清零端?
同步置数端?
反馈清零法
反馈置数法
进位反馈置数法
M=7
反馈清零法-异步清零 Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 反馈置数法—同步置数 Q3 Q2 Q 1 Q0
（2）功能简表
清零操作：
通过置零过程来实现， 只要令LD=0及DI=[0]DEC
集成同步BCD码可逆计数器
单时钟（74ALS168） 同步置数
双时钟（74LS192） 异步置数
1 cp 1
1 cp 1
0 0 0 0
1
1 0 1 0
0，1，2，3模4加法计数
5，6，7，8模4加法计数
1 1 cp
M=8
8421BCD码：清零法 置数法
5421BCD码：清零法 置数法 异步清零
异步置9
M=8
8421BCD清零法 Q3 Q2 Q1 Q 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8421BCD置9法 Q3 Q2 Q1 Q0
CP=0时，电路锁住存入数据
多组数据轮流向总线发送
EN=0时 D0-D7向总线发送数据 EN=1时 D8-D15向总线发送数据
四、三态输出的8位D寄存器 74LS374
6-3
CTR（Counter)
计数器（CTR）
计数器的分类
按进位方式，分为同步和异步计数器 按进位制，分为模二、模十和任意模计数器
移位方向
右移 并出 串出
数据输出
一、单向移存器 1、4位串入-并出移位寄存器
（1）电路 待移存的串行数据
各串行输出端，依次延迟一个CP周期 并行输出端，同时输出
左边触发器的输出作为右边触发器的输入
（2）功能表
（3）逻辑符号
2、输入、输出串并皆可的单向移存器 （1）电路图 0 1
并入 串入
串出： 并出：
&
M=15
3、3片74LS290串接成3位8421BCD计数器
实现十进制数从000～999的计数
四、同步4位二进制计数器 1、电路
时钟脉冲CP是公共的，即触发器的翻转是受CP的同一边沿控制
2、波形图
J=1，K=1 J=K=Q0=1 每来一个CP的下Q1才在CP的 跳沿，Q0翻转 下跳沿翻转 J=K=Q0Q1 当Q0Q1均为1时，2=1 J=K=Q0Q1Q 在CP下跳沿Q2翻转 2 当Q0、Q1、Q 均为1时在CP的 下跳沿Q3翻转
M=8
9 0 1 2 3 4 5 6 7
5421BCD置9法 Q0 Q 3 Q2 Q1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0
暂态
暂态
RD = Q2 Q1 Q0
PD = Q2 Q0
M=8
5421BCD清零法 5421BCD置9法
1 1 cp
0 0 0 1
1 0 1 0
8，7，6，5模4减法计数
5，4，3，2，1模5减法计数
例 试分析图6-35所示的计数电路，求出计数模M。
低位
高位
由同步十进制双时钟可逆计数构成的2位BCD码减法计数器， 预置数DI=[1000 0110]BCD=[86]DEC，即计数模M之值。
同步四位二进制数计数器（用74LS163）：同步清零 1、电路图 74LS163： 具有同步清零 功能，故不会 使输出波形产 生毛刺
9 10 11 12 13 14 15
1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 1 1 1 1
0 1 1 0 0 1 1
没有 暂态
1 0 1 0 1 0 1
2、波形图
置数
加法计数
置数
例：设计占空比为50%的模12计数器。
M=12占空比为50%
1 1 1
&
0 1 0 0
161的级联：M>16时
异步时钟方式： 为何用非门？
暂态
1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 0 1 1 0 0 1 1
1 0 1 0 1 0 1 0 1
暂态
RD = Q3
PD = Q2 Q1 Q0
M=8
8421BCD清零法 8421BCD置9法
&
5421BCD清零法 Q0 Q3 Q2 Q1 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1
清零后的状态为S0=000，称状态0， 计数器的存数CT= [000]BIN [0]Dec
波形图
0
0
0
0 Q0 Q1 Q3
Si， CT -
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
CP Q2 Q1 Q0
0 1 2 3 4 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1
0
0 1 1 1
0
0 1 1
0
1 0 1
5
6 7
1
逻辑符号 公共清零端
置9
直接清零
二分频单元，输出为Q0
五分频单元，输出为Q3Q2Q1
RD R1 R2
实现清零
PD P1 P2
实现置9
当RD=1，PD=0时，电路清零 当RD=0，PD=1时，电路置9 当RD=0，PD=0时，电路正常计数
（2）功能表 清零
置9
（3）逻辑符号
1
0
0 1
2、用74LS290构成两种BCD码计数器
0 1 2 3 4 5 6
暂态
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1
0 1 0 1 0 1 0 没有 暂态
RD = Q2 Q1 Q0
LD = Q2 Q1
反馈清零法-异步清零
反馈置数法—同步置数
1
1 1 1
&
1 1
&
0 0 0 0
M=7 进位反馈置数法
Q3 Q2 Q 1 Q0
1 Nt pd max
例6-1 试分析图6-9所示计数电路，画出波形图，列出状态表 及等效逻辑符号，并说明其功能。
各级用
Q 端信号作为输出
波形图
状态表
逻辑符号
减法计数器
例6-2 试分析图6-11电路的工作原理，画出波形图，说明其功能
解： 除去与非门G1外， 基本上是异步3位二进制加法计数器
（3）逻辑符号
二、集成4位通用移存器 集成4位双向通用移存器的逻辑符号 4个通用寄存单元依次级联，可构成4位双向通用移存器 M=M1M0是总的模 式关联记号 表示在M=2，CP 表示在M=1，CP 正沿时，电路左移 正沿时，电路右移
右移串行 输入数据 并行输入数据 左移串行 输入数据
3、功能表
减法计数器（逆向计数）
单时钟输入，另设加/减控制端 可逆计数器 双时钟输入 减法时钟 加法时钟
同步单时钟二进制可逆计数器（74LS169） CO：加法计数的进位输出 加/减计数控制端 （1）逻辑符号 BO：减法计数的借位输出 当U/D =1时，M3=1，M4=0，电路正向计数 共用一个输出端 当U/D=0时，M3=0，M4=1，电路逆向计数
M=7
用74LS160构成任意进制的计数或分频器 （1）用进位-置数法构成模5分频器
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 0 1
1
0
1
0
（2）用反馈-置零法构成模5计数或分频器
置数
0 0 1 0
0
0
0
0 0
0
0
1
0
Hale Waihona Puke 0006-4
移位寄存器（SRG）