【数字电路课件】数字电子技术基础-6

Q
0 0 1 1 0 0 1 1
n 1
Q
n 0
Q
n 1 1
Q
n 1 0
Y
1 1 1 1 0 0 1 1
画状态图 时序图
0/1 00 01 1/0 1/0 1/1 1/1 11 10 0/1 (a) 状态图
0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 1 0 1 0 0 1
1 0 1 0 1 0 1 0
4
n 1 X Qn Qn 1 Q 1 1 0 1 1 0 0 0 1 00 1 1 n1 n n Q Q 0 0 0 Q0 1 0 1 1 0
X
0 0 0 0 1 1 1 1
Q Q
0 0 1 1 0 0 1 1
Q
n 1 1
时序电路逻辑功能的表示方法
时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、状态图、 时序图4种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以 互相转换。 输出方程 逻辑表达式有： n n Yi Fi ( X1 , X2 ,, Xp ; Q1 , Q2 ,, Qn i 1,2,, m q)
n n n W G ( X , X , , X ; Q , Q , , Q j j 1 2 p 1 2 q ) j 1,2,, r n 1 n n , Q2 ,, Qn ) k 1,2,, t Qk Hk ( W1 , W2 ,, Wr ; Q1 q
Q0
FF1 1D C1
Q1
FF2 1D C1
Q2
D触发器的特性方程：
Q0
Q1
Q2
Q
n 1 Q2 D2 Q2n n 1 n Q D Q 1 1 1 n 1 n Q D Q 0 0 0
/0 101 /1 (b) 无效循环
状态图
(a)
有效循环
排列顺序：
Q Q Q
n 2
n 1
n 0
/Y
/0 /0 000→ 001→ 011 /1↑ ↓ /0 010 100← 110← 111 /0 /0 (a) 有效循环
/0 101 /1 (b) 无效循环
CP
时 序 图
Q0 Q1 Q2 Y
排列顺序：
CP Q3 Q2 Q1 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
Y 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
每经过七个时钟触发脉冲以 后输出端Y从高电平跳变为 低电平，且电路的状态循环 一次。 所以此电路具有对时钟信号 进行计数的功能，且计数容 量等于七，称为七进制计数 器。 若电路初态为111，代入方程 得： Q3Q2Q1=000，Y=1
Q
n 1 0
Y
1 1 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 1 0 1 0 0 1
1 0 1 0 1 0 1 0
n1 n n Q1 X Q0 Q1 n1 n Q Q 0 0 n Y X Q1
输入
现
态
次
态
输出
X
0 0 0 0 1 1 1 1
计算、列状态表
现
n 2 n 1
态
n 0
次
态
n 1 1
输出
n 1 0
Q Q Q
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
Q
0 0 1 1 0 0 1 1
n 1 2
Q
Q
Y
Q n 1 Q n 1 2 n1 n Q Q 1 0 n1 n Q Q 2 0
Y
CP
Q0
Q1
1
同步时序电路，时钟方程省去。 输出方程：
n n Y XQ1 X Q1
输出与输入有关，为 米利型时序电路。
驱动方程：
n T1 X Q 0 T0 1
2 T触发器的特性方程：
求状态方程
Q
n 1
TQ
n
将各触发器的驱动方程代入， 即得电路的状态方程：
状态转换图：
000 /1 111
/0 /1 110
001
/0
010
/0
011 /0
Q3 Q2 Q1
/0
101
/0
100
代表状态
→代表转换方向，输入变量取值写出斜线之上，输出值写在斜线 之下。
时序图：
CP t
Q1
Q2
t
Q3
t
Y
t
t
例
X “1”
FF0 1T C1
Q0
FF1 =1 1T C1 Q1
&
例
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，并分析电路的逻辑功能。
驱动方程： 状态方程：
D 1 Q 1 D 2 A Q 1 Q 2
n1 Q1 D1 Q 1 1 Qn D 2 A Q1 Q 2 2
…
P265例
FF0
例
CP
1D C1
第六章
6.1 6.2 6.3
时序逻辑电路
时序逻辑电路的分析方法 时序逻辑电路的设计方法 若干常用的时序逻辑电路
时序电路的特点
X1 … … Xp 组合电路 Q1 Qt 存储电路 … … Y1 Ym 输入 输出
W1 Wr
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，而且还与电路原来的状态有关。
例:做出下图此时序逻辑电路的状态转换表,状态转换图和 时序图
1J F 1 C 1 1K
Q
1J F 2 C 1 & 1K
Q
1J F 3 C 1 1K
Q
&
1
Y
C P
1J
Q
1J F 2 C 1 & 1K
Q
1J F 3 C 1 1K
Q
&
1
Y
①根据图可写出电路的驱动 方程： J1=Q2nQ3n ，K1=1 J2=Q1n ，K2=Q1n Q3n J3=Q1n Q2n ，K3=Q2n
Q n 1 J Q n KQ n
n K 2 Q1 n K 1 Q0
J Qn 2 1 将各触发器的驱动方程代入， n J Q 1 0 即得电路的状态方程： n J Q 2 0
K 0 Qn 2
Q n 1 J Q n K Q n Q n Q n Q n Q n Q n 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 n 1 n n n n n n n Q J Q K Q Q Q Q Q Q 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 n 1 n n n n n n n Q J Q K Q Q Q Q Q Q 0 0 0 0 2 0 2 0 2 0
状态方程 驱动方程
时序电路的分类
（1）根据时钟分类 同步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲相同，即电路 中有一个统一的时钟脉冲，每来一个时钟脉冲，电路的状态 只改变一次。 异步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲不同，即电路 中没有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化，电路状态改 变时，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。 （2）根据输出分类 米利(Mealy)型时序电路的输出不仅与现态有关，而且还 决定于电路当前的输入。 穆尔(Moore)型时序电路的输出仅决定于电路的现态，与 电路当前的输入无关；或者根本就不存在独立设置的输出， 而以电路的状态直接作为输出。
Q Q Q
n 2
n 1
n 0
/Y
/0 /0 000→ 001→ 011 /1↑ ↓ /0 010 100← 110← 111 /0 /0 (a) 有效循环 (b)
/0 101 /1 无效循环
5
电 路 功 能
000→001→011→111→110→100→000→… 所以这是一个扭环形计数器。当对第6个脉冲计数时， 计数器又重新从000开始计数，并产生输出Y＝1。
第六章
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时序逻辑电路
时序逻辑电路的分析方法 时序逻辑电路的设计方法 若干常用的时序逻辑电路
时序电路的分析步骤：
1
电路图
驱动方程和 输出方程
2
状态方程
3
判断电路 逻辑功能
5
状态图、状态 表或时序图
4
计算
例
& FF0 1J C1 1K CP Q0 FF1 1J C1 1K Q1 FF2 1J C1 1K Q2
n n Y Q1 Q2
0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 0 1 0 1 0 1
1 1 1 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0
现
n 2 n 1
态
n 0
次
态
n 1 1
输出
n 1 0
Q Q Q
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
Q
0 0 1 1 0 0 1 1
Q0
FF1 1D C1
Q1
FF2 1D C1
Q2
Q0
Q1
Q2
1
异步时序电路，时钟方程：
写 方，CP 0 CP
电路没有单独的输出，为穆尔型时序电路。 驱动方程：
D2 Q2n， D1 Q1n， D0 Q0n
2
求状态方程
FF0 CP 1D C1
3
n+1 n 1 n n 1 Q 0Q 1 Q2 2 =1 2 n n 1 n n+1 1 Q Q Q1 = 0 0 0 1 1 =1 Q 1 n 1 n n+1 n 1 Q Q 0 = 2 Q 0 1 =1 = 0 0 Q 0 1 0 0 n n Y 0 Q Q Y 1 1 0 0 Y = 1 0 1 = 0 1 2