《数字逻辑与数字系统》课件第3章 时序逻辑-12
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数字电子技术之时序逻辑电路介绍课件
存储逻辑电路：具有记忆功能，输 出取决于当前输入和历史状态
时序逻辑电路的特点
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
存储功能：能够存储 输入信号的状态，并 在一定条件下输出相 应的信号
反馈机制：通过反馈 机制实现对输入信号 的响应和输出信号的 控制
定时功能：能够实现 对输入信号的定时控 制，并在一定条件下 输出相应的信号
设计思路：使用D 触发器构成计数器， 每个D触发器输出 连接到下一个D触 发器的输入
设计步骤：
确定触发器的个数 和类型
设计触发器的连接 方式
编写触发器的逻辑 方程
设计电路的仿真和 测试
设计结果：实现一 个4位二进制计数器， 能够正常计数并输 出正确的计数值
谢谢
设计原则
01
正确性：保证 电路的功能正 确，满足设计 要求
02
简洁性：尽量 减少电路的复 杂度，降低成 本
03
可靠性：保证 电路在各种情 况下都能正常 工作
04
灵活性：便于 修改和扩展， 适应不同的需 求
05
性能优化：提 高电路的速度、 功耗和面积等 性能指标
设计实例
设计要求：实现一 个4位二进制计数 器
04
状态图分析步骤：绘制状态图、分析状态转换、确定输出信号
05
状态图分析优点：直观、易于理解和分析复杂电路
状态表分析法
状态表：描 述时序逻辑 电路状态的 表格
状态转换： 状态表列出 了电路在各 种输入条件 下的状态转 换关系
状态方程： 描述状态转 换关系的数 学方程
状态图：用 图形方式表 示状态转换 关系的方法
组合逻辑电路与时序 逻辑电路的区别：组 合逻辑电路只对当前 的输入信号进行响应， 而时序逻辑电路对过 去的输入信号和当前 的输入信号进行响应。
时序逻辑电路的特点
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
存储功能：能够存储 输入信号的状态，并 在一定条件下输出相 应的信号
反馈机制：通过反馈 机制实现对输入信号 的响应和输出信号的 控制
定时功能：能够实现 对输入信号的定时控 制，并在一定条件下 输出相应的信号
设计思路：使用D 触发器构成计数器， 每个D触发器输出 连接到下一个D触 发器的输入
设计步骤：
确定触发器的个数 和类型
设计触发器的连接 方式
编写触发器的逻辑 方程
设计电路的仿真和 测试
设计结果：实现一 个4位二进制计数器， 能够正常计数并输 出正确的计数值
谢谢
设计原则
01
正确性：保证 电路的功能正 确，满足设计 要求
02
简洁性：尽量 减少电路的复 杂度，降低成 本
03
可靠性：保证 电路在各种情 况下都能正常 工作
04
灵活性：便于 修改和扩展， 适应不同的需 求
05
性能优化：提 高电路的速度、 功耗和面积等 性能指标
设计实例
设计要求：实现一 个4位二进制计数 器
04
状态图分析步骤：绘制状态图、分析状态转换、确定输出信号
05
状态图分析优点：直观、易于理解和分析复杂电路
状态表分析法
状态表：描 述时序逻辑 电路状态的 表格
状态转换： 状态表列出 了电路在各 种输入条件 下的状态转 换关系
状态方程： 描述状态转 换关系的数 学方程
状态图：用 图形方式表 示状态转换 关系的方法
组合逻辑电路与时序 逻辑电路的区别：组 合逻辑电路只对当前 的输入信号进行响应， 而时序逻辑电路对过 去的输入信号和当前 的输入信号进行响应。
《数字逻辑》教学课件 第三章第3节
表3 - 10 数字集成电路按半导体件分类
二、TTL 电路的工作原理 1. TTL 与非门
TTL 的基本电路形式是与非门。与非门7400的电路图
如图3-12(a)所示,引脚图如图3-12(b)所示。引脚7和14
分别接地(GND)和电源(+ VCC ,+ 5V),逻辑高、低电平分 别为和。其真值表与表3-8相同。图中T1是一个多发射极 三极管,可看做是两个发射极独立、而基极共用、集电极
此外,TTL与门、或门电路是分别在与非门、或非门的基础 上增加一级非门构成的。
三、TTL 电路的特性和参数
在数字集成电路应用中,人们关心电路的抗干扰能力、带 负载能力、功耗和工作速度。本节讨论TTL 电路的这些性 能与有关参数(所给出的数据均以7400 或7437 与非门为 例)。
1. 抗干扰能力 上面已分析了TTL 与非门在输入端加标准高电平3.6 V和 标准低电平时的工作情况,而电压传输特性则描述输入电平 取不同值时输出电平相应变化的规律。测试TTL 与非门电 压传输特性曲线的电路如图3-19(a)所示,输入端A 接至可 调直流电源,其余输入端接标准高电平或5V。改变A点电平, 逐点测出vI 和对应的vO 值,即可描出电压传输特性曲线,如 图3 - 19(b)所示。
结这3个PN 结上是不合理的。实际情况是:这3个PN结导
通,因而T2 和T5 导通,vP = 0.7 V× 3 =2.1V,DL1和DL2 反 向截止。
下面做定量分析,以证明T2和T5饱和。设T2和T5的β均为 30。
假设T2饱和,则T2集电极电位 vC2 = vE2 +VCE(sat)= vB5 + VCE(sat)= 0.7V + 0.3V = 1V。
《数字逻辑基础》课件
公式化简法
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简，通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简，通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号，了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备，通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术，通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求，然后选择合适的元件和芯片，接着进 行电路设计和搭建，最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合，构建组合逻辑电路的真值表，以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表，推导出组合逻辑电路的逻辑表达式，表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求，确定所需的逻辑功能，如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能，设计相应的逻辑表达式，用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式，选择合适的门电路实现组合逻辑电路，并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路，用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路，用于数据分配和显示系
统。
多路选择器
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简，通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简，通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号，了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备，通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术，通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求，然后选择合适的元件和芯片，接着进 行电路设计和搭建，最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合，构建组合逻辑电路的真值表，以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表，推导出组合逻辑电路的逻辑表达式，表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求，确定所需的逻辑功能，如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能，设计相应的逻辑表达式，用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式，选择合适的门电路实现组合逻辑电路，并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路，用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路，用于数据分配和显示系
统。
多路选择器
《数字逻辑基础》-第03章(2)
步骤4 步骤 画出工作波形图 由状态转换图容易直接画出： 由状态转换图容易直接画出：
1 2 3 4 5 6 7
CP Q1 Q2 Q3 Y
注意：由于采用下降沿触发型触发器，状态的转换发生于 的 注意：由于采用下降沿触发型触发器，状态的转换发生于CP的 下降沿时刻。 下降沿时刻。
分析图示同步时序电路的逻辑功能。 例：分析图示同步时序电路的逻辑功能。 步骤1 写出输出函数、 步骤 写出输出函数、激励函数 及次态函数
&
L
≥1
L = Q2 Q1 + Q2 Q0 + Q2Q1Q0
T2 = xQ1Q0 T1 = xQ1Q0 + xQ1
T0 = xQ1 + ( x ⊕ Q0 )
n Q2 +1 = T2Q2 + T2 Q2
Q2 T2
Q2
Q1 T1
Q1
Q0 T0
Q0
CP
& &
≥1
≥1
= xQ1Q0 Q2 + xQ1Q0 Q2 Q1n +1 = T1Q1 + T1Q1
D1 = xQ2 + xQ1
n +1 次态函数： 次态函数： Q2 = D2
由电路看出
CP
Q2 D2
Q2
Q1 D1
Q1
z ＆
Q1n +1 = D1
即特征方程
＆
激励函数代入次态函数得： 函数代入次态函数得 将激励函数代入次态函数得：
Q2n +1 = xQ2 + xQ1 Q
n +1 1
＆
Байду номын сангаас
≥ 1
= xQ2 + xQ1
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
时序逻辑电路课件
E
控制单元
Clk
B[0]
Init Add Done Cnt Shr
Init: DX, BY, T0 , A0, C0
Cnt: TT-1
Add: {C, A}A+D
Shr: {C, A, B}{C, A, B}>>1ZLeabharlann , C0时序逻辑电路
10
乘法器控制单元
• 状态图
Start Reset
Reset
S0
• 寄存器组
• 8个8位寄存器，记为 R0~R7
• ALU为前例
• MEM为存储器
• DI/DO: 输入/输出数据 • MA: 地址 • MW: 写使能
R0 R1-R2
8
3
DA D
WE Register
3
3
AA File BA
A
B
8 8
K
8
01
MUX
MB
8
4
X
Y
ALU
SF H
DI MA MW
MEM
Reset
S0
Done
!Start
Start/Init
S1
Cnt
!B[0]
B[0]/Add
S2
E
Shr
!E
时序逻辑电路
17
乘法器仿真波形
时序逻辑电路
18
寄存器传送
• 寄存器之间传输数据 • 每个寄存器的数据输入
处配置多路数据选择器 (MUX) • 每个寄存器的输出数据 连接到所有MUX • 灵活实现多个数据同时 传送
S2
else next_state = S0;
E
Shr
(精选)《数字逻辑》PPT课件
＝(5.25)10
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件 来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
运算 规则
加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10
乘法规则：0·0=0， 0·1=0 ，1·0=0，1·1=1
13
3、八进制
数码为：0～7；基数是8。
零，则每组二进制数便是一位八进制数。(三位聚一位) 0 0 1 1 0 1 0 1 0 . 0 1 0 ＝ (152.2)8
（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进
制数表示。(一位变三位)
(374.26)8 = 011 111 100 . 010 110
17
2、二进制数与十六进制数的相互转换
运算规律：逢八进一，即：7＋1＝10。
八进制数的权展开式：
如：(207.04)10＝ 2×82 ＋0×81＋7×80＋0×8－1＋4 ×8－2 ＝(135.0625)10
4、十六进制
各数位的权是8的幂
数码为：0～9、A～F；基数是16。 运算规律：逢十六进一，即：F＋1＝10。 十六进制数的权展开式： 如：(D8.A)2＝ 13×161 ＋8×160＋10 ×16－1＝(216.625)10
8
本节小结 数字信号的数值相对于时间的变 化过程是跳变的、间断性的。对数 字信号进行传输、处理的电子线路 称为数字电路。模拟信号通过模数 转换后变成数字信号，即可用数字 电路进行传输、处理。
9
1. 2 数制与编码
1.2.1 数制 1.2.2 不同数制间的转换 1.2.3 二进制代码
退出
10
1.2.1 数制
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件 来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
运算 规则
加法规则：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10
乘法规则：0·0=0， 0·1=0 ，1·0=0，1·1=1
13
3、八进制
数码为：0～7；基数是8。
零，则每组二进制数便是一位八进制数。(三位聚一位) 0 0 1 1 0 1 0 1 0 . 0 1 0 ＝ (152.2)8
（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进
制数表示。(一位变三位)
(374.26)8 = 011 111 100 . 010 110
17
2、二进制数与十六进制数的相互转换
运算规律：逢八进一，即：7＋1＝10。
八进制数的权展开式：
如：(207.04)10＝ 2×82 ＋0×81＋7×80＋0×8－1＋4 ×8－2 ＝(135.0625)10
4、十六进制
各数位的权是8的幂
数码为：0～9、A～F；基数是16。 运算规律：逢十六进一，即：F＋1＝10。 十六进制数的权展开式： 如：(D8.A)2＝ 13×161 ＋8×160＋10 ×16－1＝(216.625)10
8
本节小结 数字信号的数值相对于时间的变 化过程是跳变的、间断性的。对数 字信号进行传输、处理的电子线路 称为数字电路。模拟信号通过模数 转换后变成数字信号，即可用数字 电路进行传输、处理。
9
1. 2 数制与编码
1.2.1 数制 1.2.2 不同数制间的转换 1.2.3 二进制代码
退出
10
1.2.1 数制
《数字逻辑基础》课件
《数字逻Hale Waihona Puke 基础》课件CONTENTS
• 数字逻辑概述 • 数字逻辑基础概念 • 组合逻辑电路 • 时序逻辑电路 • 数字逻辑电路的实现
01
数字逻辑概述
数字逻辑的定义
01
数字逻辑是研究数字电路和数字 系统设计的理论基础，它涉及到 逻辑代数、逻辑门电路、组合逻 辑和时序逻辑等方面的知识。
02
数字逻辑是计算机科学和电子工 程学科的重要分支，为数字系统 的设计和分析提供了基本的理论 和方法。
详细描述
布尔代数是逻辑代数的一个分支，它研究的是逻辑变量和逻辑运算的规律。布尔代数包括基本的逻辑 运算，如与、或、非等，以及一些复合运算，如异或、同或等。布尔代数在数字电路设计中有广泛应 用。
逻辑函数的表示方法
总结词
逻辑函数是指一种特定的函数，它将输 入的逻辑值映射到输出的逻辑值。
VS
详细描述
逻辑函数是指一种特定的函数，它将输入 的逻辑值映射到输出的逻辑值。在数字电 路中，逻辑函数通常用真值表、逻辑表达 式、波形图等形式来表示。理解逻辑函数 的表示方法对于数字电路设计和分析非常 重要。
数字逻辑电路的测试与验证
测试目的
确保电路功能正确、性能稳定。
测试方法
采用仿真测试和实际测试两种方法。
验证手段
逻辑仿真、时序仿真和布局布线仿真等。
谢谢您的聆听
THANKS
逻辑门电路
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，它是数字电路的基本单 元。
详细描述
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，它是数字电路的基本单 元。常见的逻辑门电路有与门、或门、非门等。这些门电路 可以实现基本的逻辑运算，并能够组合起来实现更复杂的逻 辑功能。
• 数字逻辑概述 • 数字逻辑基础概念 • 组合逻辑电路 • 时序逻辑电路 • 数字逻辑电路的实现
01
数字逻辑概述
数字逻辑的定义
01
数字逻辑是研究数字电路和数字 系统设计的理论基础，它涉及到 逻辑代数、逻辑门电路、组合逻 辑和时序逻辑等方面的知识。
02
数字逻辑是计算机科学和电子工 程学科的重要分支，为数字系统 的设计和分析提供了基本的理论 和方法。
详细描述
布尔代数是逻辑代数的一个分支，它研究的是逻辑变量和逻辑运算的规律。布尔代数包括基本的逻辑 运算，如与、或、非等，以及一些复合运算，如异或、同或等。布尔代数在数字电路设计中有广泛应 用。
逻辑函数的表示方法
总结词
逻辑函数是指一种特定的函数，它将输 入的逻辑值映射到输出的逻辑值。
VS
详细描述
逻辑函数是指一种特定的函数，它将输入 的逻辑值映射到输出的逻辑值。在数字电 路中，逻辑函数通常用真值表、逻辑表达 式、波形图等形式来表示。理解逻辑函数 的表示方法对于数字电路设计和分析非常 重要。
数字逻辑电路的测试与验证
测试目的
确保电路功能正确、性能稳定。
测试方法
采用仿真测试和实际测试两种方法。
验证手段
逻辑仿真、时序仿真和布局布线仿真等。
谢谢您的聆听
THANKS
逻辑门电路
总结词
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，它是数字电路的基本单 元。
详细描述
逻辑门电路是实现逻辑运算的电路，它是数字电路的基本单 元。常见的逻辑门电路有与门、或门、非门等。这些门电路 可以实现基本的逻辑运算，并能够组合起来实现更复杂的逻 辑功能。
数字逻辑课件
数字信号 u t
特点是脉冲式的，只有两种状态： 有脉冲和无脉冲。 一般我们用高电平代表有脉冲，低电平代表无脉 冲----正逻辑 当然也可以反过来定义----负逻辑
研究数字电路时注重电路输出、
输入间的逻辑关系，因此不能采用 模拟电路的分析方法。主要的分析 工具是逻辑代数，时序图，逻辑电 路图等。
2 1 0
位权
一个十进制数 N可以表示成加权和的形式： D:decimal
( N )D
n 1 i m
取值
ai 10i
权重
若用电子电路进行十进制数运算， 必须要有十个电路状态与十个数码相对 应。这样将在技术上带来许多困难，电 路复杂，运算速度慢，而且很不经济。 早期的模拟计算机就是如此。
• 方法： 整数部分 • －－从低位（小数点左边第一位）开始，每三位二进制数分为一组， 最后不足三位的前面补零，每组用一位等价的八进制数来代替； 小数部分 • －－从高位（小数点右边第一位）开始，每三位二进制数分为一组， 最后不足三位的后面补零，然后按顺序写出对应的八进制数。
• 例：将二进制数（10111101.01110111）2转换为八进制数。
开关合为逻辑1开关断为逻辑0灯亮为逻辑1灯灭为逻辑0非逻辑逻辑反非逻辑真值表非逻辑关系非逻辑关系表示式与非逻辑真值表与非逻辑表达式与非逻辑表达式ab或非逻辑真值表或非逻辑表达式或非逻辑表达式cdab两输入变量ab不同时输出y为1而ab相同时输出y为0两输入变量ab相同时输出y为1而ab不同时输出y为0yyaabb运算类型逻辑表达式功能说明相同为1不同为0abcdabcdab与非逻辑或非逻辑与或非逻辑异或逻辑同或逻辑复合逻辑关系小结乘运算规则
t
对模拟信号进行传输、 处理的电子线路称为 模拟电路。
《数字逻辑详解》课件
了解布尔函数的定义和特性，学习如何将逻辑表达式转化为真值表。
3
简化布尔表达式
掌握使用布尔代数进行逻辑表达式简化的方法和技巧。
逻辑函数与逻辑表达式
逻辑函数
介绍逻辑函数的概念和表示 方法，学习如何将逻辑函数 转化为逻辑表达式。
逻辑表达式
了解逻辑表达式的结构和常 见的逻辑运算符，学习如何 构建和简化逻辑表达式。
逻辑门
介绍常用逻辑门的基本原理和电路符号，展示它们 在数字电路中的应用。
数字电路
了解数字电路的组成和工作原理，包括组合逻辑电 路和时序逻辑电路。
进制编码
介绍常见的进制编码方式，如BCD码和格雷码，并 学习它们的转换方法。
布尔代数
1
布尔运算
学习布尔代数的基本运算，包括与、或、非等逻辑运算。
2
布尔函数
多输出函数
学习如何处理多输出函数， 掌握多输出函数的最小化方 法。
数字逻辑设计方法
1
时序逻辑设计
2
了解时序逻辑电路的设计原理和方法，
学习如何使用触发器构建时序逻辑功能。
3
组合逻辑设计
介绍组合逻辑电路的设计流程和方法， 学习如何使用逻辑门设计逻辑功能。
状态机设计
学习状态机的基本概念和设计流程，掌 握状态转换图和状态表的建立方法。
结语与总结
数字逻辑详解课件对数字逻辑的基础概念、逻辑门电路、布尔代数等进行了全面的介绍和讲解。希望通过本课 件的学习，能够帮助大家更好地理解和应用数字逻辑，为日后的学习和工作打下坚实的基础。
实例与练习
数字电路实例
通过实际电路示例，展示数字逻辑在计算机和电子 设备中的应用。
逻辑表达式练习
提供一些逻辑表达式练习题，帮助学生巩固所学知 识和提升运算能力。
数字逻辑和数字系统 时序逻辑161页PPT
5
输入RD=1, SD=1时
保持！
若原状态：Q1 Q0 若原状态：Q0 Q1
Q0 0
& a
1Q 1 &
b
Q1 1
& a
0Q 0 &
b
1 RD 1 0 SD 1 输出保持原状态：
Q1 Q0
1 RD
01
SD 1
输出保持原状态：
Q0 Q1
6
输入RD=0, SD=0时
Q1
1Q
&
&
a
b
0 RD
SD 0
输出：全是1
Qn+1=f（Qn，X） 其中X为输入集合。
2
4、基本 RS 触发器
反馈
Q
反馈 Q 两个输出端
&
&
a
b
两个输入端
RD
SD
正是由于引入反馈，才使电路具有记忆功能 ! 3
输入RD=0, SD=1时
若原状态：Q0 Q1
Q1 1
& a
0Q 0 &
b
置“0”！
若原状态：Q1 Q0
Q0 1
& a
1Q 0 &
按是否有时钟分:（1）没有时钟输入端的基本触发器；
:
（2）有时钟输入端的时钟触发器。 1
按功能分：有R-S触发器、D型触发器、JK触发器、 T型等； 按触发方式划分：有电平触发方式、主从触发方式 和边沿触发方式 。
3、几个术语和符号 现态：Qn，Q n
次态：Qn+1，Q n 1 次态方程（状态方程、特征方程）：
b
0 RD 0
1 SD 1
数字逻辑与数字系统课件
无关项对应的变量取值卡诺图格中填。
二、用卡诺图化简逻辑函数的规则和步骤
(1)以矩形圈形式合并2n个函数值(为1)相同的卡诺 图格，消去取值不同的变量，形成一个乘积项。
(2) 圈从大到小，直到所有函数值相同(为1)的格全 部圈过。但每个圈中必须至少包含一个没有被 其它圈包围的独立格。
(3)圈尽可能大，使乘积项的变量因子尽可能少。 圈尽可能少，使乘积项的个数尽可能少。
低电平扇出：NL= IOLmax/ IIL
高电平扇出： NH= IOHmax/ IIH
NL < NH
6、 平均传输延迟时间(tpd)
输出信号延迟于输入信号的时间,反映了处理速度
7、功耗
逻辑门消耗 的能量：导通功耗Pon和截止功耗Poff
第二章 组合逻辑电路
组合逻辑的电路结构： 信号从输入端逐级向输出传输，没有后级向前级
个变量取值不同。
AB AB AB AB
2、卡诺图的每个格代表了函
C D0 C D4 CD12 C D8
数的一个最小项。
B
AB AB AB AB
3、相邻两个最小项可以合并 成一个乘积项，并消去一 C 个取值不同的变量。
C D1 AB C D3
C D5 CD13 AB AB C D7 CD15
C D9 AB CD11
三、数据选择器应用 1、信号选择控制 2、改变信号传输发式 多路并行数据分时顺序输出,转换成串行数据。
数字信号的传输方式： 并行方式----------一个信息（byte or word）的n 位数符同时传输，传输速率较高。需要n条信号 线和一条公共接地线。 串行方式----------一个信息的n位数符以统一的 时钟周期按位序依次传输，传输速率较低。只要 一条信号线和一条公共接地线。可以采用移位时 钟脉冲或依约定的速率传输
二、用卡诺图化简逻辑函数的规则和步骤
(1)以矩形圈形式合并2n个函数值(为1)相同的卡诺 图格，消去取值不同的变量，形成一个乘积项。
(2) 圈从大到小，直到所有函数值相同(为1)的格全 部圈过。但每个圈中必须至少包含一个没有被 其它圈包围的独立格。
(3)圈尽可能大，使乘积项的变量因子尽可能少。 圈尽可能少，使乘积项的个数尽可能少。
低电平扇出：NL= IOLmax/ IIL
高电平扇出： NH= IOHmax/ IIH
NL < NH
6、 平均传输延迟时间(tpd)
输出信号延迟于输入信号的时间,反映了处理速度
7、功耗
逻辑门消耗 的能量：导通功耗Pon和截止功耗Poff
第二章 组合逻辑电路
组合逻辑的电路结构： 信号从输入端逐级向输出传输，没有后级向前级
个变量取值不同。
AB AB AB AB
2、卡诺图的每个格代表了函
C D0 C D4 CD12 C D8
数的一个最小项。
B
AB AB AB AB
3、相邻两个最小项可以合并 成一个乘积项，并消去一 C 个取值不同的变量。
C D1 AB C D3
C D5 CD13 AB AB C D7 CD15
C D9 AB CD11
三、数据选择器应用 1、信号选择控制 2、改变信号传输发式 多路并行数据分时顺序输出,转换成串行数据。
数字信号的传输方式： 并行方式----------一个信息（byte or word）的n 位数符同时传输，传输速率较高。需要n条信号 线和一条公共接地线。 串行方式----------一个信息的n位数符以统一的 时钟周期按位序依次传输，传输速率较低。只要 一条信号线和一条公共接地线。可以采用移位时 钟脉冲或依约定的速率传输
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0 0 00 0 0 1 1 0 01 0 1 0 2 0 10 0 1 1 3 0 11 1 0 0 4 1 00 1 0 1 5 1 01 1 1 0 6 1 10 1 1 1 7 1 11 0 0 0 8 0 00 0 0 1
3.4 计数器
二、异步计数器
各触发器不使用同一个时钟脉冲源，状态变化时第一个触 发器与时钟脉冲同步，其他则要滞后一些时间。
第三章 时序逻辑
3.1 锁存器 3.2 触发器 3.3 寄存器和移位寄存器 3.4 计数器 3.6 同步时序逻辑分析 3.7 同步时序逻辑设计
3.3 寄存器和移位寄存器
一、寄存器
由锁存器或触发器组成、一次能够并行存储n位二进制数
据的逻辑部件称为寄存器。
三态门输出
74LS373： 逻 由8个D锁 辑 存器构成。 图
功能表
3.3 寄存器和移位寄存器
一、寄存器 由锁存器或触发器组成、一次能够并行存储n位二进制数 据的逻辑部件称为寄存器。 74LS374： 逻 由8个D触 辑 发器构成。 图
功能表
二、移位寄存器 在时钟信号控制下，将所寄存的数据向左或向右移位的寄 存器称为移位寄存器。
结构类型
二、移位寄存器 在时钟信号控制下，将所寄存的数据向左或向右移位的寄 存器称为移位寄存器。 右移寄存器逻辑图
分类
加法
计数逻辑功能 减法
状态变化顺序 可逆
计数器
进位基数 计数容量
二进制 十进制 任意进制
进位方式 时钟的接法
同步 异步
3.4 计数器
一、同步计数器
所有触发器使用同一个时钟脉冲源，每一个触发器的状态 变化都与时钟脉冲同步。
（1）写出驱动方程：
J0 = K0 = 1 J1 = K1 = Q0n J2 = K2 = Q0nQ1n
3.4 计数器 时钟个数是8个，模为8
（2）列出状态转移表：
循环
J0 = K0 = 1 J1 = K1 = Q0n
时钟 Q2n Q1n Q0nQ2n+1 Q1n+1 Q0n+1J（2 3=）K画2 =出Q状0n态Q转1n移图：
0 0 00 0 0 1
1 0 01 0 1 0
2 0 10 0 1 1
异 步 模 16 计 数 器
3.4 计数器
异 步 模 16 计 数 器
3.4 计数器
异 步 模 10 计 数 器
3.4 计数器
三、中规模集成计数器 实际应用中，可直接采用芯片厂商生产LD的中规模CL集R 成计数器。 它有同步计数器和异步计数U器/D两类，而且是多功能的。
几 种 中 规 模 同 步 计 数 器
3 0 11 1 0 0
4 1 00 1 0 5 1 01 1 1 6 1 10 1 1 7 1 11 0 0 8 0 00 0 0
1
0
1 （4）分析说明：模8的二 0 进制加法器，计数循环从 1 000 →111，共8个状态。
3.4 计数器
波形图：
时钟 Q2n Q1n Q0nQ2n+1 Q1n+1 Q0n+1
应用中常采用中规模通用移位寄存器，可构成累加寄存器、 缓冲寄存器、乘除部件中寄存器等。 应用中，不外乎采用四种工作方式： 串入--串出、串入--并出、并入--串出、并入--并出。
3.4 计数器
功能
记忆输入脉冲数目，用于定时、分频、产生节拍脉冲及进 行数字运算等等。其核心元件是触发器。 计数器所能记忆脉冲的最大数目称为该计数器的模。
3.4 计数器
二、异步计数器
各触发器不使用同一个时钟脉冲源，状态变化时第一个触 发器与时钟脉冲同步，其他则要滞后一些时间。
第三章 时序逻辑
3.1 锁存器 3.2 触发器 3.3 寄存器和移位寄存器 3.4 计数器 3.6 同步时序逻辑分析 3.7 同步时序逻辑设计
3.3 寄存器和移位寄存器
一、寄存器
由锁存器或触发器组成、一次能够并行存储n位二进制数
据的逻辑部件称为寄存器。
三态门输出
74LS373： 逻 由8个D锁 辑 存器构成。 图
功能表
3.3 寄存器和移位寄存器
一、寄存器 由锁存器或触发器组成、一次能够并行存储n位二进制数 据的逻辑部件称为寄存器。 74LS374： 逻 由8个D触 辑 发器构成。 图
功能表
二、移位寄存器 在时钟信号控制下，将所寄存的数据向左或向右移位的寄 存器称为移位寄存器。
结构类型
二、移位寄存器 在时钟信号控制下，将所寄存的数据向左或向右移位的寄 存器称为移位寄存器。 右移寄存器逻辑图
分类
加法
计数逻辑功能 减法
状态变化顺序 可逆
计数器
进位基数 计数容量
二进制 十进制 任意进制
进位方式 时钟的接法
同步 异步
3.4 计数器
一、同步计数器
所有触发器使用同一个时钟脉冲源，每一个触发器的状态 变化都与时钟脉冲同步。
（1）写出驱动方程：
J0 = K0 = 1 J1 = K1 = Q0n J2 = K2 = Q0nQ1n
3.4 计数器 时钟个数是8个，模为8
（2）列出状态转移表：
循环
J0 = K0 = 1 J1 = K1 = Q0n
时钟 Q2n Q1n Q0nQ2n+1 Q1n+1 Q0n+1J（2 3=）K画2 =出Q状0n态Q转1n移图：
0 0 00 0 0 1
1 0 01 0 1 0
2 0 10 0 1 1
异 步 模 16 计 数 器
3.4 计数器
异 步 模 16 计 数 器
3.4 计数器
异 步 模 10 计 数 器
3.4 计数器
三、中规模集成计数器 实际应用中，可直接采用芯片厂商生产LD的中规模CL集R 成计数器。 它有同步计数器和异步计数U器/D两类，而且是多功能的。
几 种 中 规 模 同 步 计 数 器
3 0 11 1 0 0
4 1 00 1 0 5 1 01 1 1 6 1 10 1 1 7 1 11 0 0 8 0 00 0 0
1
0
1 （4）分析说明：模8的二 0 进制加法器，计数循环从 1 000 →111，共8个状态。
3.4 计数器
波形图：
时钟 Q2n Q1n Q0nQ2n+1 Q1n+1 Q0n+1
应用中常采用中规模通用移位寄存器，可构成累加寄存器、 缓冲寄存器、乘除部件中寄存器等。 应用中，不外乎采用四种工作方式： 串入--串出、串入--并出、并入--串出、并入--并出。
3.4 计数器
功能
记忆输入脉冲数目，用于定时、分频、产生节拍脉冲及进 行数字运算等等。其核心元件是触发器。 计数器所能记忆脉冲的最大数目称为该计数器的模。