数字逻辑与数字电路电子体库第五章时序逻辑电路
第5章数字逻辑电路.ppt
（2）逻辑关系式表示：F=A·B·C
（3）真值表表示：如图表5-1所示
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5.4 基本逻辑门电路
2.“或”逻辑关系 当决定事件的各个条件中只要有一个或一个以上具备时事件就
会发生 图5-10所示，F和A、B、C之间就存在“或”逻辑关系 “或”逻辑也有如上三种表示方法： （1）图5-11所示为“或”逻辑图形符号 （2）逻辑表达式：F=A+B+C （3）真值表：见表5-2
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5.2 数制
5.2.2 二进制数
二进制数只有0和1两个符号。只要能区分两种状态的元件即 可实现。
计数的基数为2，各位数的权是2的幂，计数规律是“逢二进 一”
N位二进制整数的表达示为：
例5.1 一个二进制数10101000， 试求对应的十进制数
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5.2 数制
图5-23是利用三态与非门组成的双向传输通路，改变控制端C 的电平，就可控制信号的传输方向。
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5.4 基本逻辑门电路
3. CMOS门电路 CMOS门电路是由PMOS管和NMOS管构成的一种互补对称场效
应管集成门电路。 下面是几种常用的CMOS门电路的结构和工作原理的简要说明 （1）CMOS与非门：如图5-24所示 当A、B全为1时，T1和T2同时导通，T3和T4同时截止，F=0 当输入端由一个或全为0时，串联的T1和T2必有一个或两个全部截
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5.4 基本逻辑门电路
（5）TTL三态输出与非门电路。简称三态门，图5-20是其逻辑 图形符号。A、B是输入端，C是控制端，F为输出端。输出端除 了可以实现高低电平外，还可以出现高阻状态。
数字逻辑电路总复习
128
16
4 2 1
二、常用逻辑关系及运算
1. 三种基本逻辑运算：与 、或、非 2. 四种复合逻辑运算： 与非 、或非、与或非、异或 真值表 函数式 逻辑符号
三、逻辑代数的公式和定理
是推演、变换和化简逻辑函数的依据，有些与普通代数相 同，有些则完全不同，要认真加以区别。这些定理中，摩根定 理最为常用。
第一章 逻辑代数基础
一、数制和码制 1. 数制：计数方法或计数体制（由基数和位权组成）
种类 十进制
二进制 八进制
基数 09
0 ，1 07
位权 10i
2i 8i
应用 日常
数字电路 计算机程序
备注
2 = 21 8 = 23
十六进制 0 9，A F
16i
计算机程序
16 = 24
各种数制之间的相互转换，特别是十进制→二进制的转换， 要求熟练掌握。
逻辑代数的基本公式 1. 关于常量与变量关系公式
A 0 A （1） A1 A （1’） A 1 1 （2） A 0 0 （2’）
2. 若干定律 交换律：
A B B A （3） A B B A （3’）
( A B) C A ( B C )
2. 码制：常用的 BCD 码有 8421 码、2421 码、5421 码、余 3 码等，其中以 8421 码使用最广泛。
1.十进制数到N进制数的转换 整数部分：除以N看余数 小数部分：乘以N看向整数的进位 2. N进制数转换为十进制数:方法：按权展开 3.基本逻辑和复合逻辑: (1)异或逻辑:特点：相同为0、相异为1 逻辑函数表达式：P = AB＝AB+AB (2)同或逻辑:特点：相同为1、相异为0 逻辑函数表达式：P = A⊙ B ＝AB+AB 异或逻辑与同或逻辑是互非关系：
王海光数字电子技术基础 第5章 时序逻辑电路
与触发器的对应关系，还应给出排序示范
图 （ 如 图 5.1.2 示 范 图 圆 圈 中 标 注 的 Q3Q2Q1 ），对含多个输入输出端的时序
电路，也应在示范图中标出（如图5.1.2中
指向线上标注的/Y）。
5.1.1 时序逻辑电路的人工分析
（5）电路功能判断说明。
对电路功能的判断应结合输入输出信号的具体物理含义来
5.1.1 时序逻辑电路的人工分析
*二、异步时序逻辑电路的分析
与同步时序电路不同的是，异步时序电路中的所有触发 器并非由同一时钟源触发，所以在根据电路的现态计算电路 的次态时，应特别注意各个触发器的时钟条件是否具备。只 有时钟条件具备的触发器才会按状态方程描述的逻辑关系转
换成次态，否则将维持现态不变。为此在分析异步时序电路
组合逻辑电路
Y1 Yj
Z Zk 存储电路
图5.0.1 时序逻辑电路结构示意框图
这四种信号之间的逻辑关系可用以下三个向量函数表示： 输出方程：Y（tn）=F1[X（tn），Q（tn）]
驱动方程：Z（tn）=F2[X（tn），Q（tn）]
状态方程： Q（tn+1）=F3[Z（tn），Q（tn）] 式中tn、tn+1是对电路进行考察的两个相邻的离散时间。
5.1.1 时序逻辑电路的人工分析
一、同步时序逻辑电路的分析 导出同步时序电路的状态转换表、状态转换图和时序波 形图，判断时序电路逻辑功能的通常步骤：
1．根据给定的时序电路列出电路的输出方程和驱动方程组。 2．将各个驱动方程代入对应触发器的特性方程得到整个时序 电路的状态方程组。 3．根据电路的状态方程组计算列出电路的状态转换表。 4．根据电路的状态转换表画出状态转换图或时序波形图。 5．根据状态转换图或时序波形图说明电路的逻辑功能，判断 电路能否自启动。
数字电路(复习)
②C＝1、C＝0，即C端为高电平（+VDD）、C端为低电平（0V） 时，TN和TP都具备了导通条件，输入和输出之间相当于开关接通 一样，uO＝uI 。
2．三态门电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态
• 三态门逻辑符号控制端电平的约定
A
1
Y
EN
EN
（a）控制端低电平有效
控制端加低电平信号时，三 态门处于工作状态，Y＝A， 加高电平信号时禁止，Y＝Z
加法器
能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电 路称为半加器。 能对两个1位二进制数进行相加并考虑低位来的进位，即 相当于3个1位二进制数的相加，求得和及进位的逻辑电路称 为全加器。 实现多位二进制数相加的电路称为加法器。按照进位方 式的不同，加法器分为串行进位加法器和超前进位加法器两 种。串行进位加法器电路简单、但速度较慢，超前进位加法 器速度较快、但电路复杂。 加法器除用来实现两个二进制数相加外，还可用来设计 代码转换电路、二进制减法器和十进制加法器等。
数据分配器
数据分配器的逻辑功能是将1个输入数据传送到 多个输出端中的1个输出端，具体传送到哪一个输出 端，也是由一组选择控制（地址）信号确定。 数据分配器就是带选通控制端即使能端的二进 制译码器。只要在使用中，把二进制译码器的选通 控制端当作数据输入端，二进制代码输入端当作选 择控制端就可以了。 数据分配器经常和数据选择器一起构成数据传 送系统。其主要特点是可以用很少几根线实现多路 数字信息的分时传送。
八进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17
十六进制数
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
门电路 国标符号 曾用符号 美国符号 表达式
《数字电子技术》知识点[整理]
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20XXKnowledge Points知识点汇编《数字电子技能》知识点第1章数字逻辑根底1．数字信号、模仿信号的界说2．数字电路的分类3．数制、编码其及转化要求：能娴熟在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD之间进行彼此转化。
举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD解：（37.25）10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD4．根本逻辑运算的特色与运算：见零为零，全1为1；或运算：见1为1，全零为零；与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1；异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；非运算：零变 1， 1变零；要求：娴熟运用上述逻辑运算。
5．数字电路逻辑功用的几种表明办法及彼此转化。
①真值表（组合逻辑电路）或状况转化真值表（时序逻辑电路）：是由变量的一切或许取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表明变量的一切或许取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表明逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图：是由输入变量的一切或许取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状况图（只需时序电路才有）：描绘时序逻辑电路的状况转化联系及转化条件的图形称为状况图。
要求：把握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）办法之间的彼此转化。
6．逻辑代数运算的根本规矩①反演规矩：关于任何一个逻辑表达式Y，假如将表达式中的一切“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式便是函数Y的反函数Y（或称补函数）。
这个规矩称为反演规矩。
②对偶规矩：关于任何一个逻辑表达式Y，假如将表达式中的一切“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量坚持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y＇，Y＇称为函Y的对偶函数。
数字电路各章的重点、难点和教学要求
一、各章的重点、难点和教学要求（这里所的难点内容中的难点，不包括非重点内容中的难点。
）第一章逻辑代数基础逻辑代数是本书中分析和和设计数字逻辑电路时使用的主要数学工具，所以把它安排在第一章。
本章重点内容有：1、逻辑代数的基本公式和常用公式：2、逻辑代数的基本定理；3、逻辑函数的各种表示方法及相互转换；4、逻辑函数的化简方法；5、约束项、任意项、无关项的概念以及无关项在化简逻辑函数中的应用。
“最小项”和“任何一个逻辑函数式都可以化为最小项之和形式”是两个非常重要的概念，在逻辑函数的化简和变换中经常用到。
而“最大项”用得很少，不是本章的重点内容。
第一章里没有太难掌握的内容。
稍微难理解一点的是约束项、任意项、无关项这几个概念。
建议讲授过程中多举几个例子，这样可加深对这几个概念的理解。
第二章门电路虽然这章讨论的只是门电路铁外特性，但无论集成电路内部电路多么复杂，只要它们和这一章所讲的门电路具有相同的输入、输出电路结构，则这里对输入、输出特性的分析对它们也同样适同。
因此，这一章是全书对电路进行分析的基础。
本章的重点内容包括以下三个方面：1、半导体二极管三极管（包括双极型和MOS型）开关装态下的等效电路和外特性；2、TTL电路的外特性及其应用；3、CMOS电路的外特性及应用。
为了正确理解和运用这些外特性，需要了解TTL电路和CMOS电路的输入电路和输出电路结构及它们的工作原理。
内部的电路结构不是重点内容。
鉴于CMOS电路在数字集成电路中所占的比重已远远超过了TTL电路，建议在讲授时适当加大C MOS电路的比重，并相应压缩TTL电路的内容。
其他类型的双极型数字集成电路属于扩展知识面的内容。
第2.8节两种集成电路的接口问题可以作为学生自学时的阅读材料。
TTL电路的外特性是本章的一个难点，同时也是一个重点。
尤其是输入端采用多发射极三极管结构时，对输入特性的全面分析比较复杂。
从实用的角度出发，只要弄清输入为高/低时输入电流的实际方向和数值的近似计算就可以了。
数字逻辑中的组合逻辑与时序逻辑
数字逻辑中的组合逻辑与时序逻辑数字逻辑是计算机科学中的一门基础课程，主要研究数字电路的设计与分析。
其中，组合逻辑和时序逻辑是数字逻辑中的两个重要部分。
它们分别在不同层面上负责处理不同类型的电路逻辑问题。
本文将详细介绍组合逻辑和时序逻辑的概念、特点和应用。
一、组合逻辑组合逻辑是一种基本的逻辑电路，它的输出只依赖于当前的输入，与电路的过去状态无关。
组合逻辑电路是通过逻辑门（与门、或门、非门等）构成的，每个逻辑门都有一个输出和一个或多个输入。
逻辑门的输出是根据输入信号进行逻辑运算得出的。
常见的组合逻辑电路有多路选择器、编码器、译码器等。
组合逻辑电路主要用于完成逻辑判断和逻辑运算的功能。
它通常被用来实现简单的决策逻辑或运算逻辑，例如比较大小、加法运算等。
组合逻辑电路具有简单、快速、低成本等特点，广泛应用于数字电路中。
它不需要记忆功能，仅通过输入的信号就能够立即输出结果。
二、时序逻辑时序逻辑是一种有记忆功能的逻辑电路，它的输出不仅依赖于当前的输入，还依赖于电路的过去状态。
时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储单元（如触发器、寄存器等）组成，存储单元用于存储过去的状态，组合逻辑电路用于处理当前输入和存储单元中的状态。
时序逻辑电路主要用于处理需要考虑先后顺序或时间因素的问题，例如状态机、计数器等。
它可以实现复杂的逻辑功能和序列控制。
由于时序逻辑电路需要存储单元来存储过去的状态，因此它比组合逻辑电路更复杂，速度较慢且成本较高。
三、组合逻辑与时序逻辑的应用组合逻辑和时序逻辑在数字电路中有着广泛的应用。
组合逻辑电路常用于实现算术逻辑单元（ALU）、多路选择器、编码器、解码器等基本逻辑功能。
它们可以用于计算机内部的数据处理、信号处理等。
此外，组合逻辑电路还可以用于逻辑门电路的设计和实现。
时序逻辑电路在数字电路中也有着重要的应用。
它们可以用于状态机的设计和控制、计数器、寄存器等的实现。
时序逻辑电路常出现在时钟信号的控制和数据的存储与传输中。
(完整版)《数字电子技术》知识点
《数字电子技术》知识点第1章 数字逻辑基础1．数字信号、模拟信号的定义2．数字电路的分类3．数制、编码其及转换要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD 之间进行相互转换。
举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD 解：（37.25）10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD 4．基本逻辑运算的特点与运算：见零为零，全1为1；或运算：见1为1，全零为零；与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1；异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；非运算：零变 1， 1变零；要求：熟练应用上述逻辑运算。
5．数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图：是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状态图（只有时序电路才有）：描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。
要求：掌握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）方法之间的相互转换。
6．逻辑代数运算的基本规则①反演规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y 的反函数Y （或称补函数）。
这个规则称为反演规则。
②对偶规则：对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y ＇，Y ＇称为函Y 的对偶函数。
数字逻辑(欧阳星明)第五章
4．描述电路的逻辑功能。 由状态图可知，该电路是一个2 位二进制数可逆计数器。 当输入x=0 时，可逆计数器进行加1计数，其计数序列为 00 01 10 11
当输入x=1时，可逆计数器进行减1计数，其计数序列为 00 01 10 11 在时序逻辑电路分析中，除了状态图和状态表之外，通常 还用到时间图。时间图能较形象、生动地体现时序电路的工作 过程，并可和实验观察的波形相比较，是描述时序电路工作特 性的一种常用方式。
7
第五章 同步时序逻辑电路
（2）现态与次态 同步时序电路中的现态与次态是针对某个时钟脉冲而言的。 现态----指时钟脉冲作用之前电路所处的状态。 次态----指时钟脉冲作用之后电路到达的状态。 注意：前一个脉冲的次态即后一个脉冲的现态！如 1 2 cp 次态=现态 次态=现态 （3）对时钟的要求 脉冲的宽度：必须保证触发器可靠翻转； 脉冲的频率：必须保证前一个脉冲引起的电路响应完全结 束后，后一个脉冲才能到来。 2. 异步时序逻辑电路 异步时序逻辑电路的存储电路可由触发器或延时元件组成， 电路中没有统一的时钟信号同步，电路输入信号的变化将直接导 致电路状态的变化。 8 3
19
第五章 同步时序逻辑电路
5.2.2分析举例 例1 用表格法分析下图所示同步时序逻辑电路。 解：该电路由两个J-K触 发器和一个异或门组成，电 路的输入为x，电路的状态 (即触发器状态)用y2 、y1 表示。 电路的输出即状态变量，因 此 ， 该 电 路 属 于 Moore 型 电 路的特例。
1.写出输出函数和激励函数表达式 该电路的输出即为状态，各触发器的激励函数表达式为 J1=K1=1 ；J2=K2=x⊕y1
24
第五章 同步时序逻辑电路
根据状态响应序列，可 作出时间图如下图所示。由 于前一个时钟脉冲的次态即 为后一个时钟脉冲的现态， 所以，时间图中可以将现态 和次态共用一个波形表示。
第五章 时序逻辑电路
D0
D1 D2 D3
(b) 逻辑功能示意图
5.1.2 寄存器
表5.2.3 CT74LS194的功能表
由该表可知它的主要功能如下。 （1）清零功能。 （2）保持功能。
5.1.2 寄存器
（3）并行置数功能。 （4）右移串行输入功能。 （5）左移串行输入功能。 三、寄存器的应用 1.实现数据的串/并行转换
5.1.1 数字电路概述
一、时序逻辑电路的分析 时序逻辑电路的分析是根据已知的逻辑电路图， 找出电路状态和输出信号在输入信号和时钟脉冲信 号作用下的变化规律，确定电路的逻辑功能。 1.时序逻辑电路的基本分析步骤 （1）列写电路方程 ①输出方程。 ②驱动方程。 ③状态方程。
5.1.1 数字电路概述
5.1.2 寄存器
一、数码寄存器 CT74LS175是用维持阻塞D触发器组成的4位寄存 器，它的逻辑图如图5.2.1所示。
Q0 Q0 FF0 CP CR 1D C1 D0 RD Q1 Q1 FF1 1D C1 D1 RD Q2 Q2 FF2 1D C1 D2 RD Q3 Q3 FF3 1D C1 D3 RD
CP 移位时钟脉冲
图5.2.2 由边沿D触发器组成的4位单向移位寄存器 （a）右移位寄存器；（b）左移位寄存器
例如，设串行输入数据为DI＝1011，首先将移 位寄存器的初始状态置为0，即Q3 Q2Q1Q0＝0000。 经过4个移位脉冲后，寄存器状态应为Q3 Q2Q1Q0 ＝1011，所以，串行输入数码的顺序依次是从高位 到低位，即在4个移位脉冲CP的作用下依次送入1、 0、1、1。
Q0 FF0 1D Di D0 C1 右移 输入 CP 移位时钟脉冲 Q0 D1 Q0 FF1 1D C1 Q1 Q1 D2 Q1 FF2 1D C1 Q2 D3 Q2 Q2 FF3 1D C1 Q3 Q3 右移 输出 Q3
数字逻辑电路教程PPT第5章时序逻辑电路
示意图、功能表
74161功能表
74161符号
波形图
012 34 56 7
VCC QCC Q0 Q1 Q2 Q3 T LD 16 15 14 13 12 11 10 9
74LS161
1 2 34 56 7 8
Cr CP D0 D1 D2 D3 P GND
T4161(74LS161)的外引脚图
例5-5 试用74161构成八位二进制加法计数 器。
状态表 状态图
驱动方程 特性方程
状态方程
CP触发沿 时序图
概括逻辑功能
[例5-1]试分析图5-2所示时序电路的逻 辑功能。
⑴根据图5-2所示逻辑图写出的驱动方程为： 写出的输出方程为：
⑵将上式代入JK触发器的特性方程 ⑶求得状态方程：
求状态转换表和状态转换图，画波形图。 设电路的初始状态
代入状态方程和输出方程得
若无效状态在CP作用下不能进入有效循环，则表明电路 不能自启动。
[例5-2]试分析图5-5所示时序电路的逻辑功能。
图5-5
解：⑴根据图5-5写出的驱动方程如下：
图5-5
状态方程、输出方程如下：
⑵列状态转换表(表5-2)，画出状态转换图(图5-6)
3、确定逻辑功能：X=0，回 到00状态，且F=0；只有连续 输入四个或四个以上个1时， 才使F=1否则F=0。故该电路 称作1111序列检测器。
预置数与CP同步，清零与CP异步。
Q1
Q2
Q3
Q4
Qcc
T Q Cr LD CP
寄存器
➢ 在数字系统和计算机中，经常要把一些数据信 息暂时存放起来，等待处理。
➢ 寄存器就是能暂时寄存数码的逻辑器件。 ➢ 寄存器内部的记忆单元是触发器。 ➢ 一个触发器可以存储一位二进制数，N个触发
数字逻辑课后习题(填空题)
第1章数字电路基础知识1 电子电路主要分为两类：一类是模拟电路，另一类是数字电路。
2 模拟电路处理的是模拟信号，而数字电路处理的是数字信号。
3 晶体管（即半导体三极管）的工作状态有三种：截止、放大和饱和。
在模拟电路中，晶体管主要工作在放大状态。
4 在数字电路中，晶体管工作在截止与饱和状态，也称为“开关”状态。
5 模拟信号是一种大小随时间连续变化的电压或电流，数字信号是一种突变的电压和电流。
6 模拟信号的电压或电流的大小是随时间连续缓慢变化的，而数字信号的特点是“保持”（一段时间内维持低电压或高电压）和“突变”（低电压与高电压的转换瞬间完成）。
7 在数字电路中常将0~1v范围的电压称为低电平，用“0”来表示；将3~5v范围的电压称为高电平，用“1”来表示。
第2章 门电路1 基本门电路有与门、或门、非门三种。
2 与门电路的特点是：只有输入端都为 高电平 时，输出端才会输出高电平；只要有一个输入端为“0”，输出端就会输出 低电平 。
与门的逻辑表达式是 Y A B =∙ 。
3 或门电路的特点是：只要有一个输入端为 高电平 ，输出端就会输出高电平。
只有输入端都为 低电平 时，输出端才会输出低电平。
或门的逻辑表达式是Y A B =+ 。
4 非门电路的特点是：输入与输出状态总是 相反 。
非门的逻辑表达式是 Y A -= 。
5 与非门的特点是：只有输入全为“1”，输出为 0 ，只要有一个输入端为“0”，输出端就会输出 1 。
与非门的逻辑表达式是 。
6 或非门的特点是：只有输入全为“0”时，才输出 1 ，只要输入有“1”，输出就为 0 。
或非门的逻辑表达式是 。
7 与或非的特点是：A 、B 或C 、D 两组中有一组全为“1”，输出就为 0 ，否则输出就为 1 。
与或非门的逻辑表达式是 。
8 异或门的特点是：当两个输入端一个为“0”，另一个为“1”，输出为 1 ，当两个输入端均为“1”或“0”时，输出为 0 。
异或门的逻辑表达式是 。
第五章：时序逻辑电路
一，特点结构分类学习指导：通过本知识点的学习，了解时序逻辑电路的结构，掌握组合逻辑电路与时序电路的区别及时序电路的分类方法。
某时刻的特定输出仅决定于该时刻的输入，而与电路原来的状态无关。
时序电路的特点数字逻辑电路按工作特点分为两大类：一类是组合逻辑电路，简称组合电路；另一类是时序逻辑电路，简称时序电路。
时序电路与组合电路的区别：如果一个电路，由触发器和组合电路组成，那么它就有能力把前一时刻输入信号作用的结果，记忆在触发器中。
这样，电路在某一给定时刻的输出不仅取决于该时刻电路的输入，而且还取决于该时刻电路的状态（触发器的状态）。
所谓时序就是电路的状态与时间顺序有密切关系，预定操作是按时间顺序逐个进行的时序电路的特点是电路在任一时刻的稳定输出，不仅取决于该时刻电路的输入，而且还与电路过去的输入有关，因此这种电路必须具有存储电路（绝大多数由触发器构成）保证记忆能力，以便保存电路过去的输入状态。
时序电路的结构时序电路的一般结构如图5-1所示,它由组合电路和存储电路两部分组成，图5-1中X(X1、X2、······X n) 代表输入信号，Z(Z1、Z2、······X m)代表输出信号，W(W1、W2、······W h )代表存储电路控制信号，Y(Y1、Y2、······Y k) 代表存储电路输出状态(时钟信号未标出)，这些信号之间的关系可以用下列三个方程(函数）表示：输出方程： Z（t n）= F[X（t n），Y（t n）] （5-1）状态方程： Y（t n+1）= G[W（t n），Y（t n）] （5-2）各触发器的输入端表达式.控制方程: W（t n）= H[X（t n），Y（t n）] （5-3）各方程中t n、t n+1表示相邻的两个离散时间Y（t n）一般表示存储电路(各触发器)输出现时的状态，简称现态，或原状态Y（t n+1）则描述存储电路下一个工作周期（来过一个时钟脉冲以后）的状态，简称次态、或新状态.∙时序电路的分类由输出方程可知，时序电路的现时输出Z（t n）决定于存储电路的现时状态Y（t n）及时序电路的现时输入X（t n）。
复旦微电子-数字电路-第5章 异步时序电路-PPT文档资料
初始状态 共有8个稳定状态
00 00 10 00 00 01 00 01 01 00
11 00 01 11 11
10 00 10 11 11
状态转换图
00 1000
10
0000
10 00
11 1100
00 10
01 00
11 1101
0110 01
0101 01
10
01
11
1111
1011 11
正因为如此，在基本型异步时序电路中不能将y和 Y分别看作现态和次态。
基本型异步时序电路分析的例子
X1
&
1
&
Y1
&
系
y1
统
y2
总
X2&Fra bibliotek态1
&
Y2
RES
&
系统状态
假想的延时环节
激励状态
R E S 1 时的激励函数和状态流程表
Y1 x1 y2 y1 Y2 x2 y1 y2
非稳定状态 Y与y不同
x1 x2 Y1 Y2 y1 y2 z
t0 t1 t2
t3
t4
t5 t6 t7
z x1y1
t8 t9 t10 t11 t12
功能描述
若在输入x2为逻辑1期间，输入x1发生0到1的变化 （上升沿），则在随后的x1第一个逻辑1期间输 出等于逻辑0，其余时间均输出逻辑1。
若输入x2为逻辑0，则无论输入x1如何变化，输出 总是逻辑1。
数字逻辑基础
第五章 异步时序电路
异步时序电路的分类
基本型异步时序电路 依靠电路反馈记忆状态，输入信号为电平 型信号。
数字电子技术》知识点
《数字电子技术》知识点第1章数字逻辑基础1．数字信号、模拟信号的定义2．数字电路的分类3．数制、编码其及转换要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD之间进行相互转换。
举例1：（）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD解：（）10= 2= ( 16= 8421BCD4．基本逻辑运算的特点与运算：见零为零，全1为1；或运算：见1为1，全零为零；与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1；异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；非运算：零变1，1变零；要求：熟练应用上述逻辑运算。
5．数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图：是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状态图（只有时序电路才有）：描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。
要求：掌握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）方法之间的相互转换。
6．逻辑代数运算的基本规则①反演规则：对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y的反函数Y（或称补函数）。
这个规则称为反演规则。
②对偶规则：对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y＇，Y＇称为函Y 的对偶函数。
数字逻辑课件——一般时序逻辑电路的分析方法
2
图5-3-5 串行加法器
• 解：电路的组合部分由3线-8线译码器、与非门组成，时序 部分有一个D触发器。
A2 A1 A0 Yi X iQ S Y i X iQ Y i Xi Q Yi X i Q Yi X iQ Qn1 D C Y i X iQ Yi X iQ Yi X i Q Yi X iQ 11
JJ13QQ00QQ31Q, 2
K
,
1
K3Q0
;
Q0
图5-3-1 例5-4图
3
(2) 将驱动方程代入各触发器的特性方程，得出电路的 状态方程为
Q n1 0
n
Q0;
Q n1 1
Q0n
n
Q1
Q
n 3
Q
Q n n
01
;
Q n1 2
(Q0nQ1n ) Q2n ;
Q n1 3
Q0nQ1nQ2n
Q
n 3
Q
该电路为二进制串行加 法器，“和”S从低位到 高位逐位串行输出。
串行加法器的工作速度 较低，但对运算对象的 位数没有限制。电路是 米利型。
• 电路只有两个状态：Q = 0和Q = 1。状态转 换图如图5-3-6所示。
• 状态转换表见表5-3-3。
2
图5-3-5 串行加法器
图5-3-6 二进制串行加法器的逻辑状态图
Yi = hi(X,Qn)
(3) 把驱动方程代入各触发器的特性方程，得出各触发
器的次态Qn+1表达式（即状态方程组）
Q n1 i
fi ( x, Qn )CPi
Qn CPi
1
(4) 根据电路图，写出电路输出方程组
Zi = gi(X,Qn)， Zi = gi(Qn) (5) 通过列逻辑状态转换表，分析电路状态的Q 转换规律 和外部输出Z 的变化规律。
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时序逻辑电路
一、分析图所示的时序电路。
A 为输入逻辑变量。
（1）写出电路的驱动方程、状态方程、输出方程； （2）列出电路的状态转换表，并画出完整的状态转换图； （3）说明电路的功能。
二、分析如图所示的时序电路。
（1）写出电路的驱动方程、状态方程、输出方程； （2）列出电路的状态转换表，并画出状态转换图； （3）检查电路能否自启动，说明电路实现的功能。
CLK
三、分析如图所示的时序电路。
（1）写出电路的驱动方程、状态方程；
（2）列出电路的状态转换表，并画出状态转换图；
（3）说明电路能否自启动。
CLK
11J
1K
C1
1J
1K
C1
Q1
Q0
FF0FF1
1J
1K
C1
FF2
Q2
四、试写出下图所示时序电路的驱动方程、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。
五、分析下图电路的逻辑功能，要求：
1、写出驱动方程、状态方程、输出方程；
2、写出状态转换图（或转换表）；
3、分析此电路功能，并判断能否自启动。
六、分析下图电路的逻辑功能，要求： 1、写出驱动方程、状态方程、输出方程； 2、写出状态转换图（或转换表）；
3、分析此电路功能，并判断能否自启动。
七、分析如图所示时序逻辑电路的逻辑功能，画出电路的状态转换图，说明电路是否具有自启动特性。
八、试用一片十进制计数器74160接成八进制计数器（允许附加必要的门电路），并作简要说明。
74160的引脚图如下所示。
D
R 74160
EP ET CLK
C
LD
Q 1Q 2Q 3
Q 0D 0D 1D 2
D 3R D
九、试用一片4位同步二进制计数器74LS161接成十一进制计数器（允许附加必要的门电
路，采用清零法），并作简要说明。
74LS161的引脚图如下所示。
十、将4位同步二进制计数器74LS161接成九进制计数器，可以附加必要的门电路。
要求分别用如下两种方法实现：
（1）用置零法（或称复位法）实现；
（2）用置数法（或称置位法）实现，并从0010开始计数。
十一、分析如图所示的计数器电路，说明这是多少进制的计数器，画出电路的状态转换图。
十二、分析如图所示的计数器电路，画出电路的状态转换图，说明这是多少进制的计数器。
十三、分析如图所示的计数器在A=0和A=1时各为多少进制。
十四、用74LS161设计一个可控进制的计数器，当输入控制变量M=0时工作在六进制，M=1时工作在十二进制。
标出计数输入端和进位输出端。
十五、试用两片74160实现一百进制计数器，可附加必要的门电路。
十六、试用两片74160实现三十一进制计数器，可附加必要的门电路。
D
R 74160
EP ET CLK
C
LD Q 1Q 2Q 3
Q 0D 0D 1D 2D 3R D
D
R 74160
EP ET
CLK
C
LD
Q 1Q 2Q 3
Q 0D 0D 1D 2D 3R D
十七、用同步十进制计数器芯片74160设计一个三百六十五进制的计数器。
要求各位间为十进制关系。
允许附加必要的门电路。
十八、分析如图所示电路，说明这是几进制计数器，两片之间是多少进制。
十九、74LS160为同步十进制加法计数器。
回答问题 1、该电路接成了多少进制； 2、分析理由；
3、两片之间是多少进制；
4、利用异步清0端'd R 设计一个六进制计数器。
二十、试用JK触发器和门电路设计一个同步七进制计数器。
二十一、试用D触发器和门电路设计一个十一进制计数器，并检查设计的电路能否自启动。
二十二、请用下降沿触发的D触发器和必要的门电路设计一个同步时序电路，其状态转换图如下图所示。
要求：
（1）写出状态方程、驱动方程、输出方程；
（2）画出电路图。
/Y。