简单时序电路
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
时序电路实验报告总结
时序电路实验报告总结
时序电路实验报告总结示例如下:
1. 实验目的
本次实验的目的是了解时序电路的基本概念、分析方法和实际应用,掌握时序电路的设计与分析方法,提高实验技能水平。
2. 实验内容
本次实验包括时序电路的基本概念、线性时序电路分析方法、非线性时序电路分析方法、时序电路的建模与仿真、时序电路的实现与测试等环节。
3. 实验过程
(1) 时序电路的基本概念
在这一部分,学生对时序电路的基本概念和控制信号的定义、时
序电路的时序系数、时序电路的稳定性分析等知识点进行学习和掌握。
(2) 线性时序电路分析方法
在这一部分,学生通过搭建简单的线性时序电路,学习线性时序
电路的分析方法,包括基尔霍夫变换、拉普拉斯变换、傅里叶变换等。
(3) 非线性时序电路分析方法
在这一部分,学生通过搭建非线性时序电路,学习非线性时序电
路的分析方法,包括拉普拉斯变换、基尔霍夫变换、傅里叶变换、诺
特定里定理等。
(4) 时序电路的建模与仿真
在这一部分,学生通过搭建时序电路的模型,使用仿真软件进行
时序电路的仿真分析,学习时序电路的建模方法和仿真软件的使用。
(5) 时序电路的实现与测试
在这一部分,学生通过搭建时序电路,进行实际的测试,学习时序电路的实现方法和测试技巧。
4. 实验结果
在实验过程中,学生通过搭建、分析、仿真和实现时序电路,对时序电路的概念、分析方法、建模和实现技巧进行了深入了解,并掌握了时序电路的实际应用能力。
5. 实验结论
通过本次实验,学生掌握了时序电路的基本概念、分析方法、建模和实现技巧,能够灵活运用时序电路进行实际的电路设计和分析,提高了实验技能水平。
第六章 时序逻辑电路
Y Q* 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1
0 0 1 0 0
图6.2.2
6.2.时序逻辑电路的分析方法
三、时序图： 在时钟脉冲 序列的作用下， 电路的状态、输 出状态随时间变 化的波形叫做时 序图。由状态转 换表或状态转换 图可得图6.2.3所 示 图6.2.3
6.2.时序逻辑电路的分析方法
K1 1
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 J Q K Q
*
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
K1 1 J 1 ( Q 2 Q 3 ) , K 2 ( Q 1Q 3 ) J 2 Q1 , J QQ , K 3 Q2 1 2 3
设初态Q3Q2Q1=000，由状态方程可得：
CLK Q3 Q2 Q1 Q *3 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 2 0 1 0 0 3 4 5 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0
Q *2 Q *1 Y 0 1 0
Q 1 * ( Q 2 Q 3 ) Q 1 Q 2 * Q 1 Q 2 Q 1Q 3 Q 2 Q * Q Q Q Q Q 1 2 3 2 3 3
1 1 0 0 1 0 0
0 1 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1
由状态转换表可知，为七进制加法计数器，Y为进位 脉冲的输出端。
6.2.时序逻辑电路的分析方法
二、状态转换图： 将状态转换表以图形的方式 直观表示出来，即为状态转换图 由状态转换表可得状态转换图 如图6.2.2所示
CLK Q3 Q2 Q1 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 4 5 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1
第4章 时序逻辑电路
建立时间tsetup：输入信号D在时钟边沿到达前需稳定的时间
保持时间thold ：输入信号D在时钟边沿到达后需继续稳定的时间
20
2.4 D触发器
带使能端的D触发器：通过使能端EN信号来控制是否在时钟信号的触
发边沿进行数据的存储。
2选1
多路复用器
EN有效（=1） 选择外部D输入
EN无效（=0） 保持触发器当前的输出
D锁存器状态表、状态图和特征方程
状态转移表
D
Q*
0
1
0
1
D锁存器的时序图
特征方程：Q* = D（C=1）
状态图
D=1
D=0
0
1
D=1
D=0
D
C
Q
18
2.4 D触发器
由一对主、从D锁存器构成
主
D触发器符号
CLK
从
主锁存器
从锁存器
L
写入
不变
上升沿
锁存
开始写入
H
不变
写入
从锁存器只在时钟CLK的上升沿到来时采样主锁存器的输出QM的
• 输出逻辑模块G ：输出函数（现态和外部输入的逻辑函数）
Mealy型：输出依赖于当前状态和当前输入信号
Moore型：输出仅依赖于当前状态，和当前输入信号无关
输出=G(现态,输入)
标准脉冲信号
属于Mealy型时序逻辑电路
6
1.2 时序逻辑电路基本结构
Moore型：输出信号仅依赖于当前状态。
输出=G(现态)
在置位态下，若R输入变为高电平，则经过两级门延迟变为复位态
时序逻辑电路
第五章时序逻辑电路前面介绍的组合逻辑电路无记忆功能。
而时序逻辑电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且与电路原来的状态有关，或者说与电路以前的输入状态有关，具有记忆功能。
触发器是时序逻辑电路的基本单元。
本章讨论的内容为时序逻辑电路的分析方法、寄存器和计数器的原理及应用。
第一节时序逻辑电路的分析一、概述1、时序逻辑电路的组成时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成，结构框图如图5-1所示。
图中外部输入信号用X（x1，x2，…，x n）表示；电路的输出信号用Y（y1，y，…，y m）表示；存储电路的输入信号用Z（z1，z2，…，z k）表示；存储电2路的输出信号和组合逻辑电路的内部输入信号用Q（q1，q2，…，q j）表示。
图5-1 时序逻辑电路的结构框图可见，为了实现时序逻辑电路的逻辑功能，电路中必须包含存储电路，而且存储电路的输出还必须反馈到输入端，与外部输入信号一起决定电路的输出状态。
存储电路通常由触发器组成。
2、时序逻辑电路逻辑功能的描述方法用于描述触发器逻辑功能的各种方法，一般也适用于描述时序逻辑电路的逻辑功能，主要有以下几种。
（1）逻辑表达式图5-1中的几种信号之间的逻辑关系可用下列逻辑表达式来描述：Y =F(X，Q n)Z =G(X，Q n)Q n+1=H(Z，Q n)它们依次为输出方程、状态方程和存储电路的驱动方程。
由逻辑表达式可见电路的输出Y不仅与当时的输入X有关，而且与存储电路的状态Q n有关。
（2）状态转换真值表状态转换真值表反映了时序逻辑电路的输出Y、次态Q n+1与其输入X、现态Q n的对应关系，又称状态转换表。
状态转换表可由逻辑表达式获得。
（3）状态转换图状态转换图又称状态图，是状态转换表的图形表示，它反映了时序逻辑电路状态的转换与输入、输出取值的规律。
（4）波形图波形图又称为时序图，是电路在时钟脉冲序列CP的作用下，电路的状态、输出随时间变化的波形。
应用波形图，便于通过实验的方法检查时序逻辑电路的逻辑功能。
简单分频时序逻辑电路的设计
电子信息工程学系实验报告课程名称：微机原理与接口技术实验项目名:简单分频时序逻辑电路的设计实验时间：2012.10.9班级：通信姓名：陈小凡学号：实验目的:1、熟悉ALTERA公司EDA设计工具软件max+plusII的安装和工作环境。
2、熟练的使用max+plusII软件中的各按钮的操作和原理。
3、学习和掌握使用max+plusII软件进行文本设计（二分频的设计为例）。
实验环境:max+plusII软件Windows7系统实验内容及步骤:一、clk-in的二分频clk-out的文本设计1、打开实验的工作环境，界面如下：图（一）工作环境界面2、按屏幕上方的“新建文件”按钮，或选择菜单“File”→“New”，出现如图4.13所示的对话框，在框中选中“Text Editor file”，按“OK”按钮，即选中了文本编辑方式。
其界面如图（二）：图（二）选择文本3、在编辑窗口中输入在文本编辑窗口，输入Verilog语言，代码如下图（三）所示：其中字体的格式和大小均可在以上界面的上方的状态栏来改变。
成绩：指导教师（签名）：图（三）二分频的always语句编辑代码4、在 File Name 对话框内输入设计文件名（如half-clk.v），然后选择 OK 即可保存文件。
在 File 菜单中选择 Save & Check项，检查设计是否有错误。
如果没有，在 File菜单中选择 Create Default Symbol 项，即可创建一个设计的符号。
在 MAX+PLUS II 菜单内选择Compiler 项。
则出现编译器窗口，如图（四）所示：图（四）检查文件显示可行选择 Start即可开始编译， MAX+PLUS II 编译器将检查项目是否有错，并对项目进行逻辑综合，然后配置到一个 Altera 器件中，同时将产生报告文件、编程文件和用于时间仿真用的输出文件。
5、选择菜单“File”→“New”，在出现的“New”对话框中选择“Waveform Editor File”按“OK”后将出现波形编辑器,选择菜单“Node ”→“Enter Nodes from SNF”，出现如图所示的选择信号结点对话框。
数字电子技术时序逻辑电路PPT
写驱动方程： J 0 K 0 1
J1 J2
Q3 K2
1
K1
1
J 3 Q1Q2
K3 1
写状态方程：
Q0n1 QQ1n2n11
n
Q0
Q3
n
Q2
n
Q1
（CP0 下降沿动作） （Q0 下降沿动作） （Q1下降沿动作）
Q3n 1
Q1Q2
画时序图： 该电路能够自启动。
5.1.2 异步时序逻辑电路的分析方法
异步时序电路的分析步骤：
① 写时钟方程； ② 写驱动方程； ③ 写状态方程； ④ 写输出方程。
[例5-2]试分析图示时序逻辑电路的逻辑功能，列出状态转换 表，并画出状态转换图。
解：图5-7所示电路为1个异步摩尔型时序逻辑电路。 写时钟方程：
Q3n（Q0
下降沿动作）
列状态转换表：
画状态转换图：
5.2 若干常用的时序逻辑电路 5.2.1寄存器
1. 基本寄存器
图5-2 双2位寄存器74LS75的逻辑图
图5-2所示为双2位寄存器74LS75的逻辑图。当 CPA = 1时，
送到数据输入端的数据被存入寄存器，当CPA =0时，存入
寄存器的数据将保持不变。
2n-1 M 2n
然后给电路的每一种状态分配与之对应的触发器状态组合。
4）确定触发器的类型，并求出电路的状态方程、驱动方程 和输出方程。 确定触发器类型后，可根据实际的状态转换图求出电路的状 态方程和输出方程，进而求出电路的驱动方程。
5）根据得到的驱动方程和输出方程，画出相应的逻辑图。
6) 判断所设计的电路能否自启动。
1.同步计数器 1)同步二进制计数器
5-2时序逻辑电路的分析
1
1
0
1
0 1 0 / 1 0 1 1
0 0 1 / 0 1 1 1
波形图（略）
6.检查自启动
本电路具有自启动能力。
/L3L2L1L0 Q2Q1 Q0
000
/1110
/1110
/0111
111
100
/0111
001
/1101 /1011
/1101 101
011
010
/1011 110
5.2.3 异步时序逻辑电路的分析举例
0 0 1 / 1 1 1 0 0 1 0 / 1 1 0 1 0 1 1 / 1 0 1 1 1 0 0 / 0 1 1 1 0 0 0 / 1 1 1 0 0 1 1 / 1 1 0 1 0 1 0 / 1 0 1 1 0 0 1 / 0 1 1 1
Q2
n1
Q Q Q
n 1 n 0
n 2
L1 Q1 Q0 L2 Q1Q0 L3 Q1Q1 L4 Q1Q0
画出状态图
现 态 次态/输出信号
Q2
n
Q1
n
Q0
n
Q2 Q1 Q0
n 1 n 1 n 1
0
0 0
0
0 1
0
1 0
L4 L3 L2 L1 0 0 1 / 1 1 1 0
/L3L2L1L0 Q2Q1 Q0
000
/1110
n n Q1 Q0
CP0 CP1
Q1n+1 Q0n+1 Z
0
0 1
0
1 0 0
11/0
00/0 01/0
00 /0 01
/0
11 /1
1
时序逻辑电路的分析方法
时序逻辑电路的分析方法1.时序图分析时序图是描述时序逻辑电路中不同信号随时间变化的图形表示。
时序图分析方法是通过绘制输入输出信号随时间变化的波形图，来观察信号之间的时序关系。
时序图分析的步骤如下：1)根据电路的逻辑功能，确定所需的时钟信号和输入信号。
2)根据电路的逻辑关系，建立出波形图的坐标系，确定时间轴和信号轴。
3)按照时钟信号的不同变化情况（上升沿、下降沿），在波形图中绘制相应的路径。
4)观察各个信号之间的时序关系，分析电路的逻辑功能和输出结果。
时序图分析方法的优点是直观、简单，可以清楚地显示信号的时序关系。
但它对于复杂的电路设计来说，图形绘制和分析过程相对繁琐，需要一定的经验和技巧。
2.状态表分析状态表分析方法是通过定义不同输入信号下的状态转移关系，来描述时序逻辑电路的行为。
状态表可以用表格的形式表示，其中包含了输入信号、当前状态、下一个状态和输出信号等信息。
状态表分析的步骤如下：1)根据电路的逻辑功能和输入信号，列出电路的状态转移关系。
2)构建状态表，定义不同输入信号下的状态转移关系和输出信号。
3)根据状态表，逐步推导出电路的状态转移路径和输出结果。
状态表分析方法的优点是逻辑严谨、结构清晰，适用于对于复杂的状态转移关系进行分析和设计。
但它对于大规模的电路设计来说，状态表会非常庞大，而且容易出现错误，需要仔细的计算和推导。
3.状态图分析状态图分析方法是通过绘制状态转移图，来描述时序逻辑电路中状态之间的转移关系。
状态图是由状态、输入信号、输出信号和状态转移路径等构成。
状态图分析的步骤如下：1)根据电路的逻辑功能和输入信号，确定电路的状态和状态转移关系。
2)构建状态图，按照状态的转移路径和输入信号绘制状态图。
3)根据状态图，分析电路的逻辑功能和输出结果。
状态图分析方法的优点是直观、清晰，可以清楚地描述状态之间的转移关系。
它可以帮助设计者对于电路的状态转移关系进行分析和调试。
但状态图也会随着电路规模的增大而变得复杂，需要仔细分析和理解。
时序逻辑电路
14.1 时序逻辑电路概述
14.1.1 时序逻辑电路的概念
14.1.1 时序逻辑电路的概念
1．数字集成电路分类 组合逻辑电路 电路的输出状态只由同一时刻的电路输入状 态决定，与电路的原状态无关。
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。
第 14 章 时序逻辑电路
本章学习目标 14.1 时序逻辑电路概述 14.2 寄存器 14.3 计数器 14.4 计数译码显示电路 本章小结
本章学习目标
1. 理解时序逻辑电路的概念及分类。
2. 掌握寄存器的功能、电路组成及工作原理。清楚环 形脉冲分配器的电路构成和工作原理。
3. 理解计数器的功能，了解二进制加法计数器、十进 制计数器电路组成及工作原理。
循环
14.3 计数器
14.3.1 二进制计数器 14.3.2 十进制计数器
在数字系统中，对脉冲的个数进行计数是常见的问题，用 计数器便可解决。
计数器：具有计数功能的电路。
14.3.1 二进制计数器
二进制计数器是各种类型计数器的基础。
一、二进制加法计数器
1．异步二进制加法计数器 电路如图所示。低位触发器 的 Q 端接至高位触发器 CP 端。
若按功能表最下面 4 行任一行取值时，则进入计数工作状 态。
4. 电源电压 4.5 ~ 5.5 V，通常VCC = 5 V 。
14.4 计数译码显示电路
14.4.1 七段数码显示器 14.4.2 分段显示译码电路 14.4.3 计数译码显示电路的组合
14.4.1 七段数码显示器
1. 作用：把计数器的输出状态，翻译成人们习惯的十进制 数码的字形，直观的显示出来。
数电 第6章时序电路
J2
* 1 ' 1 ' 0
K '2
' 1 ' 0
Q Q Q0 Q1Q Q0Q Q Q1
J1
* ' ' ' Q0 Q3' Q0 Q2 Q0 ' 3 ' 2 ' 0 '
' K1
0 0 1 1 0 1 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 1 0 1 0 0 0
1 0 1 0 1 0 1 0
6.4 同步时序逻辑电路的设计方法
逻辑电路设计:给定设计要求(或者是一段文字描叙,或 者是状态图),求满足要求的时序电路. 设计步骤:
1、进行逻辑抽象,建立电路的状态转换图(状态转换表)。 在状态表中未出现的状态将作为约束项 2、选择触发器,求时钟方程、输出方程和状态方程； 时钟:若采用同步方案,则CP1=CP2=CPn； 如果采用异步方案, 则需根据状态图先画出时序图,然后从翻转要求出发,为各个 触发器选择合适的时钟信号； 输出：输出与现态和输入的逻辑关系； 状态：各触发器的次态输出方程。
这三组方程反映的电路中各个变量 之间的逻辑关系。
3、进行计算:从输出方程和状态方程，不能看出电路 状态的变化情况。还需要转换成状态转换表和状态转 换图。
状态转换表：把任一组输入变量的值和电路的初态值代入状态 方程和输出方程，得到电路的次态和输出值；把得到的次态作 为新的初态，和现在的输入变量值再代入状态方程和输出方程， 得到电路新的次态和输出值。如此继续下去，把每次得到的结 果列成真值表的形式，得到状态转换表。
时序电路概念总结
3、 MSI 移位寄存器 74x194 双向移位寄存器 （1） 注意左移和右移的定义
（2） 注意输入位置：LIN 是从最右边输入（左移寄存器的输入）。RIN 是从最左边输入。 4、 环形计数器 （1） 不具有健壮性，无法自动校正 （2） 自校正环形计数器：P531——BCD 加一个或非（非与） 6、 约翰逊计数器
（4） 画出状态转移图 区分 MOORE 机与 MEALY 机
注意！！！：每一根箭头都标有一个转移表达式： 转移表达式必须是互斥的！ 转移表达式最好是完备的！
5、 状态机的设计！ Lec13、 14——两个班都讲了密码锁和雷鸟车的例子。罗老师班还讲 了猜谜游戏。 设计过程： 1） 问题翻译：构造状态输出表 2） 选择时序器件 3） 状态\输出表中的状态数目最小化 4） 状态编码 5） 构造激励表 6） 写出激励方程 7） 电路实现 （1） 状态翻译 注意一定要设定初始状态 （2） 状态最小化 LEC14 相同状态的判断：（a）输出必须完全相同。 （b）对外状态转移必须完全相同 （二者之间的状态转移可以不同，因为如果是相同状态了，两状态之间的转移 应该互不关心） Nelson 的梯形表的画法！ （3） 状态编码 状态编码方式有相当多。编码的时候以下几点是需要考虑的： 复位电路简单：一般设置为 000； 激励方程简单：——最好能找到相邻状态 输出方程简单 几种编码方式的分析： （a） 自然数编码： 容易复位，可以用最小的 BIT（最少的 D 触发器） （b） One-hot 编码： 复位没有 00 状态，非法状态太多，需要保护，从而减慢了速 度。 但是可以省略译码电路。 （c） GRAY 码：每次改变最小 bit 位。（关键是如何找到相邻状态） （d） 相邻项编码相邻原则：两个班都强调了 输入确定时，下一状态的相同的当前状态放在一起。 输出相同的状态放在一起。 对于同一现态，下一装态相邻的放在一起。
时序逻辑电路
第六章时序逻辑电路时序逻辑电路简称时序电路，与组合逻辑电路并驾齐驱，是数字电路两大重要分支之一。
本章首先介绍时序逻辑电路的基本概念、特点及时序逻辑电路的一般分析方法。
然后重点讨论典型时序逻辑部件计数器和寄存器的工作原理、逻辑功能、集成芯片及其使用方法及典型应用。
最后简要介绍同步时序逻辑电路的设计方法。
6.1 时序逻辑电路的基本概念一．时序逻辑电路的结构及特点时序逻辑电路——电路任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关。
时序电路中必须含有具有记忆能力的存储器件。
存储器件的种类很多，如触发器、延迟线、磁性器件等，但最常用的是触发器。
由触发器作存储器件的时序电路的基本结构框图如图6.1.1所示，一般来说，它由组和电路和触发器两部分组成。
1 X i X Z1 Z jÊäÈëÐźÅÐźÅÊä³ö·¢Æ÷´¥·¢ÆÐźÅÊä³öÐźÅͼ6.1.1 ʱÐòÂß¼µç·¿òͼ二．时序逻辑电路的分类按照电路状态转换情况不同，时序电路分为同步时序电路和异步时序电路两大类。
按照电路中输出变量是否和输入变量直接相关，时序电路又分为米里（Mealy）型电路和莫尔（Moore）型电路。
米里型电路的外部输出Z既与触发器的状态Q n有关，又与外部输入X有关。
数电课件时序电路
通过测试和验证手段，发现时序电路中存在的故障和问题。
故障定位
确定故障发生的位置和原因，以便进行针对性的修复。
故障排除
根据故障定位结果，采取适当的措施排除故障，恢复时序电路的正常工作。
预防性维护
通过定期检查和维护，预防时序电路出现故障，提高系统的可靠性和稳定性。
THANKS
感谢观看
06
时序电路的测试与验证
测试方法
静态测试
通过输入一组已知的测试向量，观察输出结果是否符合预期，以检测 时序电路的功能性。
动态测试
模拟实际工作时序电路的行为，通过输入激励信号，观察输出响应是 否符合预期。
边界测试
针对电路的输入和输出边界进行测试，以确保电路在极限条件下的正 常工作。
仿真测试
利用仿真软件对时序电路进行模拟测试，以验证电路的功能和性能。
使用HDL对时序电路进行详细设计描述， 包括逻辑功能、输入输出接口和时序约
束等。
逻辑综合与优化
将HDL代码转换为具体的门级电路， 并进行优化，以满足性能、面积和功
耗等要求。
逻辑仿真与验证
利用HDL仿真工具对时序电路进行仿 真测试，验证设计的正确性和可靠性。
可编程逻辑器件开发
使用HDL在可编程逻辑器件（如 FPGA）上进行时序电路的开发和实 现。
详细描述
状态图是一种图形化表示时序电路状态转换的工具，通过状态图可以清晰地看出时序电 路的状态转换过程和状态转换条件。在状态图中，每个节点表示一个状态，箭头表示状 态转换的方向和条件。通过分析状态图，可以得出时序电路的次态方程和输出方程，进
而理解时序电路的工作原理。
状态转换表分析法
总结词
通过状态转换表可以系统地列出时序电路的所有可能的状态转换情况，是分析时序电路的另一种重要方法。
简单时序电路
深圳大学实验报告
课程名称：数字电路
实验项目名称:简单时序电路
学院
专业
指导教师:许改霞
报告人：陈锦旺学号：2009170013班级：光信一班
实验时间：
实验报告提交时间：
教务处制
、实验目的与要求：掌握简单时序电路的分析、设计、测试方法。
二、实验仪器：
1、 双JK触发器74LS732片
2、 双D触发器74LS742片
3、 四2输入与非门74LS001片
4、 示波器四、实验内容与步骤：
（一）实验内容
1双D触发器74LS74构成的二进制计数器（分频器）
（1）按下图接线，CLR接逻辑开关输、Q1、Q2、Q3复位。
3）由CLK端输入单脉冲，测试并记录Q0、Q1、Q2、Q3的状态。
（4）由CLK端输入连续脉冲，观察Q0、Q1、Q2、Q3的波形。
2、 用2片74LS73构成一个二进制计数器，重做内容1的实验。
3、 异步十进制计数器
（1） 按图8.2构成一个十进制计数器，CLR接逻辑开关输出，LED接逻辑状态指示。
（2） 将QO Q1、Q2、Q3复位。
3）由时钟端CLK输入单次脉冲，测试并记录QO Q1、Q2、Q3的状态。
实验八 时序逻辑电路设计实验
实验八时序逻辑电路设计实验一、实验概述本实验是使用74LS74双D触发器构成一个扭环形计数器，以及使用74LS112双JK触发器构成三进制加法计数器。
二、实验目的1、掌握简单的时序电路的设计方法2、掌握简单时序电路的调试方法三、实验预习要求1、查找74LS74、74LS112、74LS00芯片引脚图，并熟悉引脚功能2、复习教材中异步2n进制计数器构成方法及同步2n进制计数器构成方法的内容3、复习同步时序电路和异步时序电路的设计方法4、设计画出用74LS74构成异步四进制减法计数器的逻辑电路图5、设计画出用74LS112构成同步四进制加法计数器的逻辑电路图四、实验原理时序逻辑电路是数字逻辑电路的重要组成部分,时序逻辑电路又称时序电路,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。
时序逻辑电路通常可以分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路两大类。
同步时序逻辑电路从构成方式来讲，同步时序电路所有操作都是在同一时钟严格的控制下步调一致地完成的。
从电路行为上，同步电路的时序电路公用同一个时钟，而所有的时钟变化都是在时钟的上升沿（或下降沿）完成的。
同步逻辑是时钟之间存在固定因果关系的逻辑，所有时序逻辑都是在同源时钟控制下运行。
注意，在用Verilog HDL实现时，并不要求是同一时钟，而是同源时钟。
所谓的同源时钟是指同一个时钟源衍生频率比值为2的幂次方，且初相位相同的时钟。
异步时序逻辑电路异步时序逻辑电路，顾名思义就是电路的工作节奏不一致，不存在单一的主控时钟，主要是用于产生地址译码七、FIFO和异步RAM的读写控制信号脉冲。
除可以使用带时钟的触发器外，还可以使用不带时钟的触发器和延迟元件作为存储元件；电路状态改变完全有外部输入的变化直接引起。
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深圳大学实验报告
课程名称：数字电路
实验项目名称：简单时序电路
学院：光电工程学院
专业：光电信息工程
指导教师：许改霞
报告人：陈锦旺学号：2009170013班级：光信一班实验时间：
实验报告提交时间：
教务处制
一、实验目的与要求：
掌握简单时序电路的分析、设计、测试方法。
二、实验仪器：
1、双JK触发器74LS73 2片
2、双D触发器74LS74 2片
3、四2输入与非门74LS00 1片
4、示波器
四、实验内容与步骤：
(一) 实验内容
1 双D触发器74LS74构成的二进制计数器（分频器）
（1）按下图接线，CLR接逻辑开关输出，LED接逻辑状态指示。
图8.1 D触发器74LS74构成的二进制计数器
（2）使CLR=0，将Q0、Q1、Q2、Q3复位。
（3）由CLK端输入单脉冲，测试并记录Q0、Q1、Q2、Q3的状态。
（4）由CLK端输入连续脉冲，观察Q0、Q1、Q2、Q3的波形。
2、用2片74LS73构成一个二进制计数器，重做内容1的实验。
3、异步十进制计数器
（1）按图8.2构成一个十进制计数器，CLR接逻辑开关输出，LED接逻辑状态指示。
（2）将Q0、Q1、Q2、Q3复位。
（3）由时钟端CLK输入单次脉冲，测试并记录Q0、Q1、Q2、Q3的状态。
（4）由时钟端CLK输入连续脉冲，观察Q0、Q1、Q2、Q3的波形。
图8.2异步十进制计数器
4、自循环计数器
（1）用双D触发器74LS74构成一个四位自循环计数器。
方法是第一级的Q端接第二级的D端，依次类推，最后第四级的Q端接第一级的D端。
四个D触发器的CLK端连接在一起，然后接单脉冲时钟。
（2）将触发器Q0置1，Q1、Q2、Q3清零。
按单脉冲按钮，观察并记录Q0、Q1、Q2、Q3的值。
（二）实验接线及测试结果
1、实验1接线图及测试结果
（1）接线图
图8.3 74LS74构成二进制计数器接线图
图中，K1是逻辑开关，AK1是单次按钮，LED0、LED1、LED2、LED3是逻辑状态指示灯。
（2）置K1为低电平，四个逻辑状态指示灯为绿色，表示Q3Q2Q1Q0为0000。
（3）置K1为高电平，按单次脉冲AK1，Q3Q2Q1Q0的值变化如下
Q3 Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
0 0 0 0
表8.1 74LS74构成的计数器状态转移表
（4）将CLK端该接为100kHz连续脉冲信号，用示波器观察Q0、Q1、Q2、Q3波形，画出计数器在连续脉冲信号下Q0、Q1、Q2、Q3的波形图如下：
图8.4二进制计数器波形图
（5）Q——0、Q——1、Q——2、Q——3也构成一个计数器，Q——3是最高位，Q——0是最低位，这是一个递减计数器。
2、实验2接线图及测试结果
（1）实验2接线图
图8.5 74LS73构成二进制计数器接线图
图中，K1是逻辑开关输出，AK1是单次脉冲按钮，LED0、LED1、LED2、LED3是逻辑状态指示灯。
（2）置K1为低电平，四个逻辑状态指示灯为绿色，表示Q3Q2Q1Q0为0000。
（3）置K1为高电平，按单次脉冲按钮AK1，Q3Q2Q1Q0的变化如下表：
Q3 Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
0 0 0 0
表8.2 74LS73构成的计数器状态转移表
（4）将接CLK端的单次脉冲信号改接为100kHz连续脉冲，用示波器观察Q0、Q1、Q2、Q3波形，画出在连续脉冲下Q0、Q1、Q2、Q3的波形图如下：
图8.6 74LS73构成的计数器波形图
3、异步十进制计数器接线图及测试结果
（1）接线图
图8.7异步十进制计数器接线图
图中，K1是逻辑开关输出，AK1是单次脉冲按钮，LED0、LED1、LED2、LED3是逻辑状态指示灯。
（2）置K1为低电平，四个逻辑状态指示灯为绿色，表示Q3Q2Q1Q0为0000。
（3）置K1为高电平，按单次脉冲按钮AK1，Q3Q2Q1Q0的变化如下表：
Q3 Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 0
表8.3 异步十进制计数器状态转移表
（4）将接CLK端的单次脉冲信号改接为100kHz连续脉冲，用示波器观察Q0、Q1、Q2、Q3波形，画出在连续脉冲下Q0、Q1、Q2、Q3的波形图如下：
图8.8 异步十进制计数器波形图
4、自循环计数器接线图及测试结果
（1）接线图
图8.9 自循环计数器接线图
图中，K1、K2是逻辑开关输出，AK1是单次脉冲按钮，LED0、LED1、LED2、LED3是逻辑状态指示灯。
（2）置K1为低电平，K2为高电平，四个逻辑状态指示灯亮绿色，表示Q3Q2Q1Q0为0000。
（3）置K1为高电平，K2为低电平，LED0灯亮红色，其它亮绿色，表示Q3Q2Q1Q0为0001。
（4）置K1、K2为高电平，按单次脉冲按钮AK1，Q3Q2Q1Q0的值变化表如下：Q3 Q2 Q1 Q0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 0 0
0 0 0 1
表8.4 自循环计数器状态转移表
（5）自启动判断，反复开关电源，每开一次电源，分别按下单次触发脉冲，记录状态变化情况，确认该电路能否自启动。
五、实验数据处理及总结
1、整理实验数据，分析各种计数器波形图。
2、分析实验中出现的问题的原因。
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字：
年月日备注：
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。