第九章：时序逻辑电路
数电基础：时序逻辑电路
数电基础：时序逻辑电路虽然每个数字电路系统可能包含有，但是在实际应⽤中绝⼤多数的系统还包括，我们将这样的系统描述为时序电路。
时序电路是由最基本的加上反馈逻辑回路（输出到输⼊）或器件组合⽽成的电路，与最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。
1. 简介是数字逻辑电路的重要组成部分,时序逻辑电路⼜称,主要由 存储电路 和 组合逻辑电路 两部分组成。
它和我们熟悉的其他电路不同,其在任何⼀个时刻的输出状态由当时的输⼊信号和电路原来的状态共同决定,⽽它的状态主要是由存储电路来记忆和表⽰的。
同时时序逻辑电路在结构以及功能上的特殊性,相较其他种类的数字逻辑电路⽽⾔,往往具有难度⼤、电路复杂并且应⽤范围⼴的特点 。
在数字电路通常分为和时序逻辑电路两⼤类，组合逻辑电路的特点是输⼊的变化直接反映了输出的变化，其输出的状态仅取决于输⼊的当前的状态，与输⼊、输出的原始状态⽆关，⽽是⼀种输出不仅与当前的输⼊有关，⽽且与其输出状态的原始状态有关，其相当于在组合逻辑的输⼊端加上了⼀个反馈输⼊，在其电路中有⼀个存储电路，其可以将输出的状态保持住，我们可以⽤下图的框图来描述时序电路的构成。
从上⾯的图上可以看出，其输出是输⼊及输出前⼀个时刻的状态的函数，这时就⽆法⽤组合逻辑电路的函数表达式的⽅法来表⽰其输出函数表达式了，在这⾥引⼊了现态（Present state)和次态（Next State)的概念,当现态表⽰现在的状态（通常⽤Qn来表⽰），⽽次态表⽰输⼊发⽣变化后其输出的状态 （通常⽤Qn+1表⽰），那么输⼊变化后的输出状态表⽰为Qn+1=f(X,Qn)，其中：X为输⼊变量。
组合电路和存储元件互联后组成了时序电路。
存储元件是能够存储信息的电路。
存储元件在某⼀时刻存储的⼆进制信息定义为该时刻存储元件的状态。
时序电路通过其输⼊端从周围接受⼆进制信息。
时序电路的输⼊以及存储元件的当前状态共同决定了时序电路输出的⼆进制数据，同时它们也确定了存储元件的下⼀个状态。
第九章 时序逻辑电路
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左移
第九章
右移
集成组件74LS194就是这样的多功能移位寄存器。
工作方式 控制
VCC QA QB QC QD CP S1 S0
16 15
QA CLR
14
QB
13 12 11
QC QD CP
10
S1 S0 L
9
74LS194
A
R
B
C
D
1
CLR
2
R
3
A
4
B
5
C
Q0
0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Q0
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0
第九章
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3. 用波形图显示状态转换关系
CP Q0 Q1 Q2
注意：各触发器均在CP的下降沿翻转。
数
据
预
臵
A3
A2
A1
A0
存数脉 冲 LOAD
&
串行输 出
清零 脉冲 CLR
SD Q3 D Q RD
&
&
&
SD 0
1
四位并入 - 串出 的左移寄存器
Q2 D
Q
Q1 D Q
Q0 D Q CP
第九章
下面将重 点讨论 兰 设A3A2A1A0 ＝ 1011，在存数脉冲作用下， 颜色的 那 并行输入数据，使 Q3Q2Q1Q0 ＝ 部分电路的 1011 。 工作原理。
1011
用波形图表示如下：
时序电路逻辑功能描述方式
时序电路逻辑功能描述方式时序电路是一种电子电路，其逻辑功能在不同时间点上发生变化。
在时序电路中，电路的输出不仅依赖于当前的输入信号，还依赖于过去的输入信号和电路的内部状态。
时序电路通常由触发器（Flip-Flop）和组合逻辑门组成。
触发器是一种存储元件，可以存储一个二进制位的状态。
组合逻辑门通过将触发器的输出连接起来，并根据输入信号的条件决定是否改变触发器的状态。
通过这种方式，时序电路可以实现复杂的逻辑功能。
为了描述时序电路的逻辑功能，我们可以使用状态图、状态表和状态方程等方式。
状态图（State Diagram）是时序电路的一种图形表示方法。
它通过节点和有向边来表示电路的不同状态和状态之间的转换关系。
每个节点表示一个电路的状态，每条边表示一种条件下的状态转换。
状态图可以直观地描述时序电路的逻辑功能。
状态表（State Table）是时序电路的一种表格表示方法。
它列出了电路的每个状态和每个状态下的输出。
状态表通常包括当前状态、下一个状态和输出信号等列。
状态表可以清晰地描述电路的逻辑功能，并方便进行状态迁移和输出信号的计算。
状态方程（State Equation）是时序电路的一种数学描述方法。
它通过逻辑代数或布尔代数的形式表示电路的当前状态、输入信号和输出信号之间的关系。
状态方程可以使用逻辑门的真值表或卡诺图来推导得到。
在描述时序电路的逻辑功能时，我们通常需要确定以下几个方面的内容：1.电路的输入信号：输入信号是时序电路的触发条件，决定触发器状态的改变。
输入信号可以是外部输入，如开关和按钮，也可以是其他逻辑电路的输出。
2.电路的内部状态：内部状态是触发器的状态，它存储了电路的前一时刻的信息。
内部状态可以是一个或多个触发器的组合。
3.电路的输出信号：输出信号是根据当前输入信号和内部状态计算得到的结果。
输出信号可以是一个或多个逻辑电平。
4.电路的逻辑功能：逻辑功能是指输入信号和输出信号之间的关系，在不同的状态和条件下，输出信号如何发生改变。
时序逻辑电路知识要点复习
《时序逻辑电路》知识要点复习一、时序逻辑电路1、时序逻辑电路：电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，也与电路原状态有关。
时序逻辑电路具有记忆功能。
2、时序逻辑电路分类：可分为两大类：同步时序电路与异步时序电路。
（1）同步时序电路：各触发器都受到同一时钟脉冲控制，所有触发器的状态变化都在同一时刻发生。
（2）异步时序电路：各触发器没有统一的时钟脉冲(或者没有时钟脉冲)，各触发器状态变化不在同一时刻发生。
计数器、寄存器都属于时序逻辑电路。
3、时序逻辑电路由门电路和触发器组成，触发器是构成时序逻辑电路的基本单元。
二、计数器1、计数器概述：（1）计数器：能完成计数，具有分频、定时和测量等功能的电路。
（2）计数器的组成：由触发器和门电路组成。
2、计数器的分类：按数制分：二进制计数器、十进制计数器、N 进制(任意进制)计数器；按计数方式分：加法计数器、减法计数器、可逆计数器；按时钟控制分：同步计数器、异步计数器。
3、计数器计数容量（长度或模）:计数器能够记忆输入脉冲的数目，就称为计数器的计数容量（或计数长度或计数模），用 M 表示。
3 位二进制同步加法计数器：M=23=8，n 位二进制同步加法计数器：M=2n，n 位二进制计数器需要用n个触发器。
4、二进制计数器(1)异步二进制加法计数器：如下图电路中，四个JK触发器顺次连接起来，把上一触发器的Q 端输出作为下一个触发器的时钟信号，CP0=CP CP1=QCP2=Q1CP3=Q2，J=K=1J1=K1=1 J2=K2=1 J3=K3=1Q3Q2Q1Q为计数输出，Q3为进位输出，Rd 为异步复位（清0）这样构成了四位异步二进制加计数器。
在计数前清零，Q3Q2Q1Q=0000；第一个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=0001；第二个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=0010；第三个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=0011，……，第15个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=1111，第16个脉冲输入后，Q3Q2Q1Q=0000，并向高位输出一个进位信号，当下一个脉冲来时，进入新的计数周期。
时序逻辑电路的概念及特点
时序逻辑电路的概念及特点
时序逻辑电路是指在电路中添加了存储功能的一种电路，它能够根据输入信号的时序变化来决定输出信号的状态。
时序逻辑电路的特点包括以下几点：
1. 存储功能：时序逻辑电路具有存储功能，可以存储先前的输入信号和输出信号状态。
这些状态会影响电路的后续运算和输出。
2. 时序依赖：时序逻辑电路的输出状态取决于输入信号的时序变化。
不同的输入信号序列会导致不同的输出结果。
3. 时钟信号：时序逻辑电路通常需要一个时钟信号来控制存储功能的读写操作。
时钟信号会规定电路的工作时序和节拍。
4. 时序逻辑电路常见的元件包括锁存器、触发器和计数器等。
这些元件都是基于存储功能的设计，能够存储和处理输入信号的时序信息。
5. 时序逻辑电路的输出结果不仅仅取决于当前的输入信号，还和之前的输入信号以及存储的状态有关。
因此，时序逻辑电路通常需要通过状态转移函数或计数器等实现具体的逻辑运算。
总的来说，时序逻辑电路通过添加存储功能，能够根据输入信号的时序变化来决定输出信号的状态。
它是在组合逻辑电路的基础上进一步发展而来的，可以实现更加复杂的逻辑功能和处理能力。
【电工基础知识】时序逻辑电路
【电⼯基础知识】时序逻辑电路时序逻辑电路定义时序逻辑电路主要由触发器构成。
在理论中，时序逻辑电路是指电路任何时刻的稳态输出不仅取决于当前的输⼊，还与前⼀时刻输⼊形成的状态有关。
这跟相反，组合逻辑的输出只会跟⽬前的输⼊成⼀种函数关系。
换句话说，时序逻辑拥有储存器件（）来存储信息，⽽组合逻辑则没有。
从时序逻辑电路中，可以建出两种形式的：：输出只跟内部的状态有关。
（因为内部的状态只会在时脉触发边缘的时候改变，输出的值只会在时脉边缘有改变）：输出不只跟⽬前内部状态有关，也跟现在的输⼊有关系。
时序逻辑因此被⽤来建构某些形式的的，延迟跟储存单元，以及有限状态⾃动机。
⼤部分现实的电脑电路都是混⽤组合逻辑跟时序逻辑。
按“功能、⽤途”分为：1. 寄存器；2. 计数（分频）器；3. 顺序（序列）脉冲发⽣器；4. 顺序脉冲检测器；5. 码组变换器；寄存器定义寄存器：能够暂时存放数码、指令、运算结果的数字逻辑部件，称为寄存器。
寄存器的功能是存储，它是由具有存储功能的组合起来构成的。
⼀个触发器可以存储1位⼆进制代码，故存放n位⼆进制代码的寄存器，需⽤n个触发器来构成。
[1]按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和两⼤类。
基本寄存器只能并⾏送⼊数据，也只能并⾏输出。
移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作⽤下依次逐位右移或左移，数据既可以并⾏输⼊、并⾏输出，也可以串⾏输⼊、串⾏输出，还可以并⾏输⼊、串⾏输出，或串⾏输⼊、并⾏输出，⼗分灵活，⽤途也很⼴。
[1]知识点概述：1、寄存器，就是能够记忆或存储0和1数码的基本部件。
通常都是由各种触发器和门电路来构成的。
2、寄存器分为仅能存储0和1数码的数码寄存器，和既能存储数码同时也能实现数码的左移或右移的寄位移寄存器。
3、在实际中，通常使⽤集成寄存器。
本节讲解了寄存器的电路构成、⼯作原理、对74LS194双向移位寄存器的使⽤进⾏了介绍。
4、有点寄存器具有左移右移的功能寄存器电路如下：（1）由四个D触发器构成，因为每⼀个D触发器可以存放1位⼆进制信息，所以上述电路的寄存器可存放⼀个4位⼆进制数码，⼀般也把这种寄存器称为数码寄存器。
第9章时序逻辑电路习题解答
第九章习题参考答案9-1对应于图9-la 逻辑图，若输入波形如图9-54所示，试分别画出原态为0和原 态为1对应时刻得Q 和◎波形。
3D 八图9-54逆9-1图解得到的波形如题9-1解图所示。
9-2逻辑图如图9-55所示，试分析它们的逻辑功能，分别画出逻辑符号，列出逻辑 真值表，说明它们是什么类型的触发器。
解 对于（a ）：由图可写出该触发器的输出与输入的逻辑关系式为：(9-1)原态为•丿京态为a) b)图9-55题9-2图下面按输入的不同组合，分析该触发器的逻辑功能。
(1) R n =1、S D =0若触发器原状态为0，由式(9-1)可得Q=0、Q =1 ；若触发器原状态为1，由式(9-1) 同样可得Q =0、Q = 1。
即不论触发器原状态如何，只要R D =1、S° =0，触发器将置成0态。
(2) R D=0、S°=l用同样分析可得知，无论触发器原状态是什么 > 新状态总为：Q =1・Q=0，即触发器被置成1态。
(3) R[)=Sj)=0按类似分析可知，触发器将保持原状态不变。
⑷= s° = 1两个“与非”门的输出端Q和Q全为0，这破坏了触发器的逻辑关系，在两个输入信号同时消失后，由于“或非”门延迟时间不可能完全相等，故不能确定触发器处于何种状态。
因此这种情况是不允许出现的。
逻辑真值表如表9-1所示，这是一类用或非门实现的基本RS触发器，逻辑符号如題9-2(a) 的逻辑符号所示。
对于(b)：此图与(a)图相比，只是多加了一个时钟脉冲信号，所以该逻辑电路在CP =1时的功能与(a)相同，真值表与表9-1相同；而在CP=0时相当于(a)中(3)的情况，触发器保持原状态不变。
逻辑符号见趣9-2 (b)逻辑符号。
这是一类同步RS触发器。
Q1000]表9」題9・2 (a)真值表00不变1 1 不定题9・2 (a)的逻辑符号9-3同步RS 触发器的原状态为1，R 、S 和CP 端的输入波形如图9-56所示，试画出 对应的Q 和。
时序逻辑电路
输出 F
0 0 0 0 0 1 0 1
/0
100
/0 /0
011
正常情况下，触发器状态在000～101循环， 但若由于干扰使电路的状态为110或111， 也可以在1、2个时钟后回到以上的主循环。
这称为电路具有自启动能力
例2.2
分析图示时序逻辑电路
解：状态表的另一种形式：
CP
0 1
Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1
0 0 0
0
可见，每来一个CP脉冲触发器作加1计算，每6个脉冲一个循环，所以这是一个6进 制加法计数器。
例2.2
分析图示时序逻辑电路
解：状态表的另一种 形式：
CP
0 1
Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1
F
0 0 0 0 0 1
画时序图：
CP Q1 Q2 Q3
J1 X J 2 XQ 1 K 1 XQ 2 K2 X
Q
n 1
JQ
n
KQn
得到各触发器的次态方程：
Q Q
n 1 1 n 1 2
X Q 1 XQ 2 Q 1 X Q 2 Q 1 XQ 2
例2.4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分析图示时序逻辑电路
Q Q
输入
X 0 0 0 0 1 1 1
时序逻辑电路
1 2 3 4 5 6 时序逻辑电路的基本概念 时序逻辑电路的分析 同步时序电路的设计 计数器 寄存器 算法状态机
时序逻辑电路
数字电路分为 1. 组合电路： 2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出 还取决于前一时刻电路的状态
时序逻辑电路的特点和分类
时序逻辑电路的特点和分类一、时序逻辑电路的概念时序逻辑电路是由触发器和组合逻辑电路组成的，具有存储功能和状态转移功能。
时序逻辑电路的输出不仅取决于输入，还与先前状态有关。
因此，它们可以用来实现计数器、寄存器、状态机等。
二、时序逻辑电路的特点1. 存储功能：时序逻辑电路可以存储先前的状态，并在需要时将其恢复。
2. 状态转移功能：时序逻辑电路可以根据输入信号和当前状态，决定下一个状态。
3. 时钟信号：时序逻辑电路需要一个稳定的时钟信号来控制状态转移。
4. 产生延迟：由于触发器需要时间来响应输入信号并更新其输出，因此时序逻辑电路会产生一定的延迟。
三、时序逻辑电路的分类1. 同步电路：同步电路是指所有触发器都受到相同的时钟信号控制，以确保所有触发器同时更新其输出。
同步电路具有可靠性高、抗干扰能力强等特点。
2. 异步电路：异步电路是指不同触发器受到不同的控制信号，可以实现更灵活的状态转移。
但是，异步电路容易出现冲突和竞争条件，需要设计者特别注意。
3. 时序组合逻辑电路：时序组合逻辑电路是指由触发器和组合逻辑电路组成的复杂电路。
它可以实现更复杂的状态转移和计算功能，但也需要更复杂的设计和调试。
四、时序逻辑电路的应用1. 计数器：计数器是最常见的时序逻辑电路之一，可以用于计数、定时等应用。
2. 寄存器：寄存器可以存储数据，并在需要时将其恢复。
它通常与处理器或其他数字系统一起使用。
3. 状态机：状态机是一种特殊类型的时序逻辑电路，可以实现复杂的状态转移和控制功能。
它常用于控制系统、通信协议等领域。
4. 数字信号处理：数字信号处理通常涉及到大量的状态转移和计算操作，因此需要使用大量的时序逻辑电路来实现。
五、总结时序逻辑电路具有存储功能和状态转移功能，并需要稳定的时钟信号来控制状态转移。
根据不同的控制方式和功能需求，可以将其分为同步电路、异步电路和时序组合逻辑电路。
时序逻辑电路在计数器、寄存器、状态机、数字信号处理等领域有广泛的应用。
时序逻辑电路的设计
时序逻辑电路的设计1. 前言时序逻辑电路是数字电路中的一种重要设计方法，它基于时钟信号的变化来实现一系列的操作和功能。
在信息处理、通信、控制等领域，时序逻辑电路被广泛应用于各类数字系统中，如CPU、存储器、控制器等。
本文将介绍时序逻辑电路的基本概念和原理，并详细讨论时序逻辑电路的设计方法、关键技术和常见应用场景。
2. 时序逻辑电路的基本概念和原理2.1 时序逻辑电路的定义时序逻辑电路是一种根据时钟信号的变化来触发和控制操作的电路。
它包括时钟信号的产生和分配、时钟边沿检测和触发、时钟同步和异步操作等组成部分。
2.2 时序逻辑电路的工作原理时序逻辑电路的工作原理基于时钟信号的变化来触发和控制操作。
在时序逻辑电路中，时钟信号被用于同步和控制各个元件的状态和数据传输，使得电路的功能得以正确执行。
时序逻辑电路中最重要的元件是触发器，它是一种能够存储和传输状态的元件。
触发器根据时钟信号的变化来改变自身的状态，从而实现对数据的存储和传输。
常见的触发器有D触发器、JK触发器、T触发器等。
2.3 基于时钟信号的数据传输在时序逻辑电路中，数据的传输是基于时钟信号的。
当时钟信号的边沿或电平变化时，数据在触发器中进行传输。
常见的数据传输方式有同步传输和异步传输。
同步传输是在时钟信号的作用下，所有数据在同一时刻进行传输。
同步传输可以保证数据的稳定性和可靠性，但需要进行时钟同步操作。
异步传输是在时钟信号的边沿或电平变化时，数据在触发器中进行传输。
异步传输不需要进行时钟同步操作，但需要特殊的电路设计来处理时序问题，以保证数据的准确传输。
3. 时序逻辑电路的设计方法3.1 设计流程时序逻辑电路的设计通常遵循以下流程：1.确定电路的功能需求和规格要求。
2.根据功能需求和规格要求，进行逻辑分析和逻辑设计。
3.进行时序分析和时序设计，确定时钟边沿和触发器的选择。
4.进行布线设计和布局布线。
5.进行电路仿真和验证。
6.制造和测试电路。
时序逻辑电路习题解答
5-1分析图所示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和时序图。
解：从给定的电路图写出驱动方程为:D o (Q 0Q i n)e Q 2D i Q 01D 2 Q i nQ 01 1(Q 0Q n)eQ ；Q i n 1Q 0Q 21Q ；由电路图可知，输出方程为Z Q ；CLK将驱动方程代入D 触发器的特征方程Q n 1D ，得到状态方程为:5-1(a )所示，时序图如图题解Z图题5-1图根据状态方程和输出方程，画出的状态转换图如图题解题解5-1(a )状态转换图综上分析可知，该电路是一个四进制计数器。
5-2分析图所示电路的逻辑功能，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 为输入变量。
解：首先从电路图写出驱动方程为：D o A& D i A Qg ：A （Q ： Q i n）将上式代入触发器的特征方程后得到状态方程Q 0 1AQ ：Q ：1 AQ 0Q ：A （Q nQ ：）电路的输出方程为：CLKQ i12345——-A1 11 t----------- 1------------ 1|| 1 » 1 1 1----------- 1 ---------- 1 --------------►CLK0 Q 2/Z 仝题解5-1（b ）时序图0 Q o 胃AY图题5-2图丫AQoQ；根据状态方程和输出方程，画出的状态转换图如图题解5-2 所示综上分析可知该电路的逻辑功能为：当输入为0时，无论电路初态为何，次态均为状态" 00”，即均复位；当输入为1时，无论电路初态为何，在若干CLK 的作用下，电路最终回到状态“10”。
5-3已知同步时序电路如图（a ）所示，其输入波形如图 （b ）所示。
试写出电路的驱动方 程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图和时序图，并说明该电路的功能。
CLK 1 2345678（b ）输入波形 图题5-3图解：电路的驱动方程、状态方程和输出方程分别为:J 。
时序逻辑电路的结构
时序逻辑电路的结构时序逻辑电路是一种数字电路，其输出不仅取决于当前的输入，还与之前的输入序列有关。
这种电路主要由组合逻辑电路和存储元件组成，存储元件用来存储状态信息。
下面将从五个方面详细介绍时序逻辑电路的结构。
1.输入和输出信号时序逻辑电路具有一组输入信号和一组输出信号。
输入信号用于改变电路的状态，而输出信号则表示电路的当前状态。
与组合逻辑电路不同的是，时序逻辑电路的输出信号不仅与当前的输入信号有关，还与其内部存储的状态信息有关。
2.存储元件存储元件是时序逻辑电路的核心部分，用于存储状态信息。
常见的存储元件包括触发器和寄存器等。
触发器在特定的时钟脉冲边缘触发下，根据输入信号的变化更新内部状态；寄存器则能够保存一个二进制数位的序列，常用于实现计数器、移位器等功能。
3.逻辑门逻辑门是实现逻辑运算的电路元件，用于处理输入信号并产生输出信号。
在时序逻辑电路中，逻辑门通常与存储元件配合使用，以实现特定的功能。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等，这些门电路能够实现基本的逻辑运算。
4.时钟信号时钟信号是时序逻辑电路中控制电路运行的关键信号。
时钟信号通常是一个周期性的脉冲信号，用于控制触发器的触发时刻和状态更新。
在同步时序逻辑电路中，所有存储元件都在同一时钟信号的控制下进行状态更新。
5.反馈信号反馈信号是指从时序逻辑电路的输出端返回的信号，用于影响电路的下一个状态。
反馈信号通常由存储元件的输出提供，并作为输入信号的一部分影响下一个状态的计算。
通过适当的反馈设计，可以实现各种复杂的时序逻辑功能，如计数器、移位器等。
时序逻辑电路是一种重要的数字电路类型，其结构包含输入和输出信号、存储元件、逻辑门、时钟信号和反馈信号等方面。
通过这些组成部分的协同工作，时序逻辑电路能够实现各种复杂的逻辑功能，并在数字系统中得到广泛应用。
了解时序逻辑电路的结构和工作原理对于设计、分析和应用数字系统具有重要意义。
电子技术第九章章节测试卷
第九章时序逻辑电路一、填空题1.某中规模寄存器内有3个触发器，用它构成的扭环型计数器模长为；构成最长模计数器模长为。
2．按寄存器接收数码的方式不同可分为------------------和--------------式两种。
3．时序电路是由------------和--------------所组成。
4．计数器按CP控制触发方式不同可分为------------计数器和-----------计数器。
5.时序逻辑电路的输出不仅和_________有关，而且还与_____________有关。
6.移位寄存器不但可_________ ，而且还能对数据进行 _________。
7．用来累计输入脉冲数目的部件称为---------------。
8．半导体数码显示器的内部接法有两种形式：共接法和共接法。
9．对于共阳接法的发光二极管数码显示器，应采用电平驱动的七段显示译码器。
10．寄存器按照功能不同可分为两类：寄存器和寄存器。
11．数字电路按照是否有记忆功能通常可分为两类：、。
12．由四位移位寄存器构成的顺序脉冲发生器可产生个顺序脉冲。
13．时序逻辑电路按照其触发器是否有统一的时钟控制分为时序电路和时序电路。
14.能以二进制数码形式存放数码或指令的部件称为_______________.15.用来累计和寄存输入脉冲数目的部件称为_______________.二、选择题1.6个触发器构成的寄存器能存放（）位数据信号。
A 6B 12C 18D 242. 有一个左移移位寄存器，当预先置入1011后，其串行输入固定接0，在4个移位脉冲CP 作用下，四位数据的移位过程是（ ）。
A. 1011--0110--1100--1000--0000B. 1011--0101--0010--0001--0000C. 1011--1100--1101--1110--1111D. 1011--1010--1001--1000--0111 3．N 个触发器可以构成最大计数长度（进制数）为( )的计数器。
时序逻辑电路工作原理和方法
(b) 时序图
由状态图可以看出，当输入X ＝0时，在时钟脉冲CP 的作用下，电路的4个状态按递增规律循环变化，即：
00→01→10→11→00→… 当X＝1时，在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状态 按递减规律循环变化，即：
00→11→10→01→00→… 可见，该电路既具有递增计数功能，又具有递减计数 功能，是一个2位二进制同步可逆计数器。
X
FF0
FF1
&
Y
例 “1” 1T
Q0 =1 1T
Q1
C1
C1
CP
Q0
Q1
1 同步时序电路，时钟方程省去。
写
输出方程：YXQ1nXQ1n
输出与输入有关， 为米利型时序电路。
方
程 式
驱动方程： T1 X Q0n T0 1
2 求状态方程
T触发器的特性方程：
Qn1TQn
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：
3 计算、列状态表
Q Q
n 2
n 1
1 1
Q
n 1
Q
n 0
Q
n 1 0
Q
n 2
Y
Q
1nQ
n 2
Q Q
nn 11 22
nn 11 11
10 10
Q
nn 11 00
10
10
Y 0 10 10
现态
Q
n 2
Q
n 1
Q
n 0
000 001 010 011 100 101 110
111
YY 01101011110
1
1
Q
n 1
Q
n 0
Q
n 1
电子第九章王胜伟
电子第九章王胜伟第九章时序逻辑电路习题一、选择题1、寄存器终于触发器相配合的控制电路通常由（）构成A、门电路B、触发器C、二极管D、三极管2、6个触发器构成的寄存器能存放（）位数据信号A、6B、12C、18D、243、寄存器由（）组成A、门电路B、触发器C、触发器和具有控制的门电路4、利用移位寄存器产生00001111序列，至少需要（）级触发器A、2B、4C、8D、165、移位寄存器工作于并行输入—并行输出方式，信息的取存与时钟脉冲CP（）关A、有B、无C、时有时无6、移位寄存器出具与存放数码的功能外，还具有（）的功能A、移位B、编码C、译码D、空翻7、当集成移位寄存器74LS194左移时，需寄存器的数据应接在哪一端（）A、AB、DC、D SRD、D SL8、一个4位二进制加法计数器起始状态为1001，当最低位接收到4个脉冲时，触发器状态为（）A.00110B.0100C.0011D.11009、构成计数器的基本单元是（）A.与非门B.或非门C.触发器D.放大器10、8421BCD十进制计数器的状态为1000，若再输入6个计数脉冲后，计数器的新状态是（）A.1001B.0100C.0011D.111011、同步计数器和异步计数器比较，同步计数器的显著优点是（）A.工作速度快B.触发器利用率高C.不受时钟CP控制D.计数量大12、下列电路中不属于时序电路的是（）A、同步计数器B、数码寄存器C、组合逻辑电路D、异步计数器13、如果一个寄存器的数码是“同时输入，同时输出”，则该寄存器采用（）A、串行输入和输出B、并行输入和输出C、串行输入、并行输出D、并行输入、串行输出14、在相同的时钟脉冲作用下，同步计数器与异步计数器比较，工作速度（）A、较快B、较慢C、一样D、差异不确定15、集成电路74LS160在计数到（）个时钟脉冲时，CO端输出进位脉冲。
A、2B、8C、10D、16二、判断题1、时序逻辑电路的输出状态只与当时的输入状态有关，与电路过去的输入状态无关( )2、寄存器的功能是储存二进制代码和数据，并对所储存的信息进行处理（）3、寄存器储存输入的二进制数码或信息时，是按寄存指令要求进行处理的（）4、计数器和寄存器是简单而又最常用的组合逻辑器件（）5、移位寄存器不但可以储存代码，还可以用来实现数据的串行—并行转换，数据处理及数值运算（）6、并行寄存器是指在一个时钟脉冲控制下，各位数码同时存入或输出（）7、串行寄存器是指在一个时钟脉冲作用下只移入或移出1位数码（）8、构成计数器电路的核心器件必须是具有计数功能的触发器（）9、74LS160集成计数器处于1001状态时，下一个状态电路应向高位发进信号（）10、按照计数器在计数过程中数值的增减，把计数器分为加法计数器和减法计数器（）11、按照计数器在计数过程中触发器的翻转次序，把计数器分为同步计数器和异步计数器（）12、异步加法计数器应将低位Q端与高位的CP端相连接（）13、异步减法计数器若将低位Q端与相邻高位的CP端相连接，则构成同步加法计数器（）14、n位二进制加法计数器，要用n个触发器做成，能记的最大十进制数为2 （）15、N进制计数器有N个有效状态。
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C FF2
1J C1 1K
Q0
FF1
1J C1 1K
并行进位 低位触发 器负载重
Q1 Q1
Q2 Q2
Q0
CP
第9章 时序逻辑电路 第五章 时序逻辑电路
(一) 3 位二进制同步减法计数器
电 CP Q2Q1Q0 0 0 0 路 0 1 1 1 1 1 1 0 与 2 3 1 0 1 电 4 1 0 0 5 0 1 1 子 6 0 1 0 0 0 1 技 7 术
B
1 0 0 0 0 0 0 0
1
FF2 、FF1 、FF0
Q2 、Q1 、Q0 B = Q2n Q1n Q0n Borrow 级联规律：
— 向高位发出的借位信号 n n Ti Qin1 Qin 2 Q1n Q0 Q j 若用T 触发器： j 0 T0 = 1 T1=Q0n T2= Q1n Q0n
CP
000 /1 /1
/0
001
/0 010
/0
011 /0
Q3Q2Q1
/Y
111 1
110 2 3
/0 4 5
101 6 7
/0
100
子
技 术
(6)时序图
t
Q1
Q2
0 0 1 0 1 0
t t t
Q3
Y
t
第9章 时序逻辑电路 第五章 时序逻辑电路
(7) 分析电路的功能
电 路 与 电 随CP的输入，电路循环输出七个稳定状态， 所以是七进制计数器。 Y端的输出是此七进制 计数器的进位脉冲。 (8) 检查能否自启动
Q1 &
1J
C1
Q2 Q2
1J
C1
Q3 & Q3
1
Y
电 路 与 电
CP
1K
C1 Q1
1K
1K
[解](1)输出方程 Y = Q3Q2
(2)驱动方程
J1 = Q3Q2 ； K1 = 1 J2 = Q1 ； K2 = Q3 Q1 J3 = Q2Q1 ；
子
技 术 (3)状态方程
K3 = Q2
Q1n+1 = J1Q1+K1Q1 =Q3Q2 Q1 =（Q3+Q2 ） Q1 Q2n+1 = J2Q2+K2Q2 =Q2Q1+Q3Q2Q1 Q3n+1 = J3Q3+K3Q3 =Q3Q2Q1+Q3Q2
子
技 术
第9章 时序逻辑电路 第五章 时序逻辑电路
五、时序电路的基本分析方法 (逻辑功能和工作特点)
电 路 与 电
1. 分析步骤
时序电路
驱动方程 时钟方程 输出方程
状态方程 计算 状态表 状态图 时序图
子
技 术
特 性 方 程 CP 触 发 沿
第9章 时序逻辑电路 第五章 时序逻辑电路
举例分析：
1J
Q3nQ2n 00 01 11 00 0 0 0 01 0 0 0 11 10 0 1
10
0 0
n n C Q3 Q0
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Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 C Q nQ n 检查能否自启动 驱动方程 3 0 Q1nQ0n n n n Q0 1 Q0 Q3nQ将无效状态1010 1111 10 00 01 11 电 2 J00001=0010 = K0 1, n n n n n n 0100 0011 00 代入状态方程： Q1 1 Q3 Q1 Q0 Q1 Q0 路 n n n 1 n n n n n J 0101 1011 1000 0110 Q0 011= Q3 Q0 , K1=0100 0111 1010 Q2 Q2 Q1 Q0 Q2 Q1 与 n n n 1110 =Q Q J = 11 K 1111 n1000
决定于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有
关者，都叫做时序逻辑电路，简称时序电路。
时序电路必
. X . 然具有记忆功能， 因而组成时序电 Q 组合逻辑电路
子
技 术
. .
Y
路的基本单元是
触发器。
. . .
存储功能
. . .
Z
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三、时序电路逻辑功能表示方法 电 路 与 电 1、逻辑表达式 2、状态表 3、状态图 4、卡诺图 5、时序图 四、时序逻辑电路的分类 1、按逻辑功能划分 2、按状态变化是否同步划分
子
技 术
能否自启动? 由状态转换表 能自启动：存在无效状态，但没有 知，此电路能 形成循环。 自启动。 不能自启动：无效状态形成循环。
综上所述:
该电路是一个能够自启动的同步七进制加法计数器。
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第二节 计数器 (Counter)
电 路 与 电 9.2.1 计数器的特点和分类 一、计数器的功能及应用 1. 功能： 对时钟脉冲 CP 计数。 2. 应用： 分频、定时、产生节拍脉冲和 脉冲序列、进行数字运算等。 二、计数器的特点 1. 输入信号： 计数脉冲 CP 2. 主要组成单元： 时钟触发器
按开关 元件分：
TTL 计数器 CMOS 计数器
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计数器基础知识：
电 计数器计数容量、计数长度或模的概念
计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效 路 状态数 M 。 与 电
3 位二进制同步加法计数器：
000
/1
111
子
技 术
M 2 8
3
4 位二进制同步加法计数器：
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(4) 状态转换表
电 路 与 电
CP顺序 Q3n Q2n Q1n Q3n+1Q2n+1Q1n+1
Y
Q3n+1 =Q3Q2Q1+Q3Q2
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1
子
技 术
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0
0 0 0 1 1 1 0 0 0 0
0 1
1 0 0 1 0 0 0 0
1 0 1 0 1 0 0 1
0 Q2n+1 =Q2Q1+Q3Q2Q1 0 Q1n+1 =（Q3+Q2 ） Q1 0 Y = Q3Q2 0 0 0 1 0 1
0
1
0
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(5)状态转换图 电 路 与 电
三、 计数器的分类 电 路 与 电 按数制分： 二进制计数器 十进制计数器 N 进制(任意进制)计数器 按计数 方式分： 按时钟 控制分：
子
技 术
加法计数器 减法计数器 可逆计数 (Up-Down Counter)
同步计数器 (Synchronous ) 异步计数器 (Asynchronous )
技CR = 1, LD = 1, CP，CT = CT = 1 二进制同步加法计数 P T 术 CR = 1，LD = 1， CT CT = 0 保持 P T
若 CTT = 0
若 CTT = 1
CO = 0
n n n n CO Q3 Q2 Q1 Q0
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（计数容量的扩展） 2. 集成计数器的级联
电 路 与 电 1 CP
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3 CO0 CTP CO CTT 74163(1)LD 1 CP CR 1 D0 D1 D2 D3
16 16 = 256
Q4 Q5 Q6 Q7
Q Q Q Q3 CTP 0 1 2 CO CTT 74163(2)LD CP CR D0 D1 D 2 D3
状态方程
电
子 选择下降沿、JK 触发器 技 逻辑图
术
1 CP
FF0 1J C1 1K
Q2 Q0 n n n n n n Q3 1 Q2 Q1 Q0 Q3 Q0
1100 1011 , K Q = J 1001 0000 10 3 = Q2nQ1nQ0n0100 n 3 0
M 24 16
n 位二进制同步加法计数器：
0000 /1
1111M 2n来自第9章 时序逻辑电路 第五章 时序逻辑电路
9.2.2 同步计数器
电 路 与 电
子
技 术
FF2、FF1、FF0 一、同步二进制计数器 (一) 3 位二进制同步加法计数器 Q2、Q1、Q0 i -1 n 位二进制同步加法 n 设计方法一： 按时序逻辑电路设计步骤进行 Q n Ti Qin1Qin 2 Q1nQ0 j 计数器级联规律： j 0 设计方法二： 按计数规律进行级联 来一个CP — Carry CP Q2 Q1 Q0 C 翻转一次 当Q0=1，CP 向高位的进位 0 0 0 0 0 到来即翻转 1 0 0 1 0 当Q1Q0=1，CP = Q2n Q1n Q0n C 2 0 1 0 0 到来即翻转 3 0 1 1 0 J0= K0 = 1 = T0 4 1 0 0 0 5 1 0 1 0 J1= K1 = Q0 = T1 6 1 1 0 0 7 1 1 1 1 J2= K2 = Q1Q0 = T2 8 0 0 0 0
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J0= K0 =1 电 路 与 电
1 FF0
1J C1 1K
J1= K1 = Q0
&
J2= K2 = Q1Q0
&
Q0
Q0
FF1
1J C1 1K