时序逻辑电路应用举例1
时序逻辑电路cp脉冲信参与输出
时序逻辑电路cp脉冲信参与输出时序逻辑电路是一种特殊类型的数字电路，其输出状态不仅取决于当前输入信号，还取决于输入信号的先前状态。
时序逻辑电路能够用于实现计数器、寄存器、状态机等电路，广泛应用于数字逻辑系统中。
在时序逻辑电路中，时钟信号是非常重要的一个输入信号。
时钟信号通常以周期性的脉冲信号形式存在，它会定时触发电路中的各个逻辑门或触发器。
当时钟信号上升沿或下降沿到来时，电路中的计算、存储或状态转换等操作会被触发。
因此，时钟信号的频率和相位是时序逻辑电路设计中需要考虑的重要因素之一。
时序逻辑电路中的脉冲信号也是一种重要的参与输出的信号。
脉冲信号使时序逻辑电路能够在特定的时钟脉冲到来时，对输入信号进行处理并生成输出信号。
举例来说，假设我们设计了一个简单的4位二进制计数器。
计数器需要从0开始依次计数到15，然后再回到0重新计数。
在这个计数器电路中，时钟信号驱动计数器进行计数操作，而脉冲信号则用于检测计数值是否达到15，如果达到15，则产生一个输出脉冲信号来表示计数器已经溢出。
具体实现时，我们可以使用触发器来存储当前计数值。
在每个时钟脉冲到来时，计数器会根据当前计数值进行加1操作，并将加1后的结果存储回触发器中。
当计数值为15时，则产生一个脉冲信号来表示溢出。
在这个例子中，脉冲信号直接参与计数器的输出，用于表示计数器是否溢出。
这种设计方式非常常见，在许多应用中都能见到。
脉冲信号作为一种简洁、高效的输出形式，通常用于表示某些特定事件的发生或状态的改变。
除了计数器，时序逻辑电路中的脉冲信号还可以用于实现状态机。
状态机是一种能够根据输入信号的不同而切换不同状态的电路。
在状态机中，脉冲信号通常用于触发状态的转换。
当输入信号满足某些条件时，状态机会生成一个脉冲信号，该脉冲信号用于切换到下一个状态或执行某个特定的操作。
总的来说，时序逻辑电路中的脉冲信号是一种重要的参与输出的信号。
脉冲信号能够在特定的时钟脉冲到来时，实现一些特定的操作，如计数、状态转换等。
时序逻辑电路应用举例
时序逻辑电路应用举例1 时序逻辑电路应用举例1
设计串行比较器。串行比较器对两个位数 设计串行比较器。 相同的二进制数A 进行比较，如果A>B， 相同的二进制数A，B进行比较，如果A>B， 则输出Z1Z0=10，A<B则输出 则输出Z1Z0=01， 则输出Z1Z0=10，A<B则输出Z1Z0=01， A=B则输出 A=B则输出Z1Z0=00。 则输出Z1Z0=00。
《数字逻辑电路》 数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例1 时序逻辑电路应用举例1
分析：根据题意， 分析：根据题意，电路的输入为两个位数相同的数 输出为Z1Z0，状态A>B用S1，A<B用S2， 据A，B；输出为Z1Z0，状态A>B用S1，A<B用S2， A=B用S0表示 画出状态转换图如下： A=B用S0表示。画出状态转换图如下： 表示。
AB=11 × × × ×
《数字逻辑电路》 数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例4 时序逻辑电路应用举例4
设计售4分的邮票机。 设计售4分的邮票机。自动售邮票机能 出售一张4分邮票，并向顾客退回余款， 出售一张4分邮票，并向顾客退回余款，它 的投币口每次只能接受一个1 的投币口每次只能接受一个1分、2分、5分 的硬币。 的硬币。
00/00 11/10 S5 10/00 01,10/01 00,01, 10/00 S0 01,11/00 10/00 10,11/01 S4 00/00 01/00 S3 00/00 10,11/00 01/00 S2 00/00 X1X2/F1F2 00/00 11/00 S1
01,11/01
《数字逻辑电路》 数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例3 时序逻辑电路应用举例3
时序逻辑电路典型例题分析
第六章时序逻辑电路典型例题分析第一部分：例题剖析触发器分析例1在教材图6.1所示的基本RS触发器电路中，若⎺R、⎺S 的波形如图P6.1（a）和（b），试分别画出对应的Q和⎺Q端的波形。
解：基本RS触发器，当⎺R、⎺S同时为0时，输出端Q、⎺Q均为1，当⎺R=0、⎺S=1时，输出端Q为0、⎺Q为1，当⎺R=⎺S=1时，输出保持原态不变，当⎺R=1、⎺S=0时，输出端Q为1、⎺Q为0，根据给定的输入波形，输出端对应波形分别见答图P6.1（a）和（b）。
需要注意的是，图（a）中，当⎺R、⎺S同时由0（见图中t1）变为1时，输出端的状态分析时不好确定（见图中t2），图中用虚线表示。
例2 在教材图6.2.3（a）所示的门控RS触发器电路中，若输入S 、R和E的波形如图P6.2（a）和（b），试分别画出对应的输出Q和⎺Q端的波形。
解：门控RS触发器，当E=1时，实现基本RS触发器功能，即：R=0（⎺R=1）、S=1（⎺S=0），输出端Q为1、⎺Q为0；R=1（⎺R=0）、S=0（⎺S=1）输出端Q为0、⎺Q为1；当E=0时，输出保持原态不变。
输出端波形见答图P6.2。
例3在教材图6.2.5所示的D锁存器电路中，若输入D、E的波形如图P6.3（a）和（b）所示，试分别对应地画出输出Q和Q端的波形。
解：D锁存器，当E=1时，实现D锁存器功能，即：Q n+1=D，当E=0时，输出保持原态不变。
输出端波形见答图P6.3。
例4在图P6.4（a）所示的四个边沿触发器中，若已知CP、A、B的波形如图（b）所示，试对应画出其输出Q端的波形。
设触发器的初始状态均为0。
解：图中各电路为具有异步控制信号的边沿触发器。
图（a）为边沿D触发器，CP上升沿触发，Q1n+1= A，异步控制端S D接信号C（R D=0），当C=1时，触发器被异步置位，输出Q n+1=1 ；图（b）为边沿JK触发器，CP上升沿触发，Q2n+1= A⎺Q2n +⎺BQ2n，异步控制端⎺R D接信号C（⎺S D =1），当C=0时，触发器被异步复位，输出Q n+1=0；图（c）为边沿D触发器，CP下降沿触发，Q3n+1= A，异步控制端⎺S D接信号C（⎺R D =1），当C=0时，触发器被异步置位，输出Q n+1=1；图（d）为边沿JK触发器，CP下降沿触发，Q4n+1= A⎺Q4n +⎺BQ4n，异步控制端R D接信号C（S D =0），当C=1时，触发器被异步复位，输出Q n+1=0。
MSI时序逻辑电路及其应用电路设计
1
1
1
0 保持
QD是最高位，QA是最低位。
CO是加计数进位输出端;
BO是减计数借位输出端。
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9
74LS192 引脚图
74LS192时序图
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10
30s计时器的设计
Q7 Q6 Q5 Q4
Q3 Q2 Q1 Q0
76 2 3
76 2 3
13 BO
Q3 Q2 Q1 Q0 4 CPD
7 CTP
D3 D2 D1 D0
2 6 543
＋5V
84
10Hz 3
７
＋5V 5.1k
555 6 2
4.7k
5
1
0.1F
10F
8
30s计时器的设计
74LS192 是双时钟加/减十进制 同步计数器，其功能表为：
UP DOWN LOAD CLR 操 作
X
X
X
1 清零
X
X
1
1
0
0 置数
1
0 加计数
1
0 减计数
➢ 可由555定时器或石英晶体振荡器构成
30s计时器的设计
➢ 由各种有递减计数功能的IC芯片构成 ➢ 由CPLD构成
译码显示器的设计 控制电路的设计（难点）
➢ 根据设计要求，用试凑法设计
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7
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秒脉冲发生器的设计
1 Hz
1
15
10 ＋5V
CO
CTT
CC40161
9 LD
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16
篮球竞赛 24s 定时器设计
参考框图
振分 荡频 器器
触发器和时序逻辑电路
(2) 第二位触发器 FF1 ，在 Q0 = 1 时再来一种时钟脉冲才翻转，故 J1 = K1 = Q0 ；
大家网：
(3) 第三位触发器 FF2 ，在 Q1= Q0 = 1 时再来一种时钟脉冲才翻转，故 J2 = K2 = Q1Q0 ；
大家网：
只有当初钟脉冲来到后，即 CP = 1 时，触发器才按 R 、S 端旳输入状态 来决 定其输出状态。
触发器置R和D0 或置是S1直D，接一置般0用和于直置接初置态1。端在，工就作是过不程经中过它时们钟处脉于冲1 旳态控。制能够对基本
可控 RS 触发器旳逻辑式
Q S CP Q ，
可分四种情况分析CP = 1 时触 发器旳状态转换和逻辑功能，如右 表所示。
转一次，即
，具有计数功能。
SD
S
Q
D
1D
CP
C1
Q
RD
R
Q Q n1
n
上升沿 D 触发 器图形符号
1D
Q
CP
C1
Q
D 触发器转换 为 T 触发器
大家网：
返回
14.2 寄存器
寄存器用来临时存储参加运算旳数据和运算成果。
14.2.1 数码寄存器
下图是由 D 触发器(上升沿触发)构成旳四位数码寄存器，这是并行输入/并行 输出旳寄存器。工作之初要先清零。
时序逻辑电路旳特点：它旳输出状态不但决定于当初旳输入状态，而且还与电 路旳原来状态有关，也就是时序逻辑电路具有记忆功能。
触发器是时序逻辑电路旳基本单元。
大家网：
14.1 双稳态触发器
14.1.1 RS 触发器
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。
若干典型的时序逻辑集成电路
FF0 FF1 FF2 FF3
0 00 0
Q0n+1=DSI Q1n+1 = Q0n Q2n+1 =Qn1 Q3n+1 =Qn2
1CP 后 1 2CP 后 1 3CP 后 0 4CP 后 1
10 0 0 1 10 0 0 11 0 1 01 1
1011 DSI CP
FF0 Q0 FF1 Q1 FF2 Q2 FF3
D1
1R R
D2 1S C1
D2
1R R
D3 1S C1
D3
1R R
CP
CR
Q0
Q1
Q2
Q3
74HCT194 的功能表
输入
输出
清 控制信 串行输
零号
入
时
并行输入
CR
S1
S0
右 移
左 移
钟 CP
DI0
DI1
DI2
DI3
Q
n1 0
Q1n1Q
2n1Q
n1 3
行
DSR DSL
L ×× × × × × × × × L L L L1
H LL×× H LHL × H LHH× HHL× L H HL × H H HH× ×
×
×
×
×
×
Q 0n
Q1n
Q
n 2
Q
n 3
2
↑ ↑
× ×
× ×
× ×
× ×
L H
Q
n 0
Q 0n
Q1n Q1n
Q
n 2
Q
n 2
3 4
↑
×
×
×
×
Q1n
Q
数电第六章时序逻辑电路
• 根据简化的状态转换图，对状态进行编码，画出编码形式 的状态图或状态表
• 选择触发器的类型和个数 • 求电路的输出方程及各触发器的驱动方程 • 画逻辑电路图，并检查电路的自启动能力 EWB
典型时序逻辑集成电路
• 寄存器和移位寄存器 – 寄存器 – 移位寄存器 –集成移位寄存器及其应用 • 计数器 – 计数器的定义和分类 – 常用集成计数器 • 74LVC161 • 74HC/HCT390 • 74HC/HCT4017 – 应用 • 计数器的级联 • 组成任意进制计数器 • 组成分频器 • 组成序列信号发生器和脉冲分配器
– 各触发器的特性方程组：Q n1 J Q n KQ n CP
2. 将驱动方程组代入相应触发器的特性方程,求出各触发器 的次态方程,即时序电路的状态方程组
n n FF0：Q0 1 Q 0 CP n n n FF1：Q1 1 A Q0 Q1 CP
同步时序逻辑电路分析举例(例6.2.2C)
分析时序逻辑电路的一般步骤
• 根据给定的时序电路图写方程式 – 各触发器的时钟信号CP的逻辑表达式(同步、异步之分) – 时序电路的输出方程组 – 各触发器的驱动（激励）方程组 • 将驱动方程组代入相应触发器的特性方程,求出各触发器 的次态方程,即时序电路的状态方程组 • 根据状态方程组和输出方程组,列出该时序电路的状态 表,画状态图或时序图 • 判断、总结该时序电路的逻辑功能
• 电路中存在反馈
驱动方程、激励方程: E F2 ( I , Q )
状态方程 : Q n1 F3 ( E , Q n ) • 电路状态由当前输入信号和前一时刻的状态共同决定
• 分为同步时序电路和异步时序电路两大类
什么是组合逻辑电路?
数字电路与逻辑设计第5章时序逻辑电路
图5-1时序逻辑电路的组成框图
根据图5-1，可以列出以下3个逻辑 方程组：
（5-1） （5-2） （5-3）
其中，式（5-1）称为输出方程，式 （5-2）称为驱动方程（或激励方程）， 式（5-3）称为状态方程。
qn1,qn2,…,qnj表示存储电路每个触发 器的初态，qn+11，qn+12,…，qn+1j表示存 储电路每个触发器的次态。
表5-2 74LS175的状态转换表
图5-7 74LS175的引脚排列图
5.3.2移位寄存器
在数字电路系统中，由于运算的需 要，常常要求输入寄存器的数码能逐位 移动，这种具有移位功能的寄存器，称 为移位寄存器。
移位寄存器的逻辑功能和电路结构 形式较多。
根据移位方向可分为单向移位寄存 器和双向移位寄存器两种；根据接收数 据的方式可分为串行输入和并行输入两 种；根据输出方式可分为串行输出和并 行输出。
所谓串行输入，是指将数码从一个 输入端逐位输入到寄存器中，而串行输 出是指数码在末位输出端逐位出现。
1.单向移位寄存器
单向移位寄存器，是指数码仅能作 单一方向移动的寄存器。可分为左移寄 存器和右移寄存器。如图5-8所示是由D 触发器组成的4位串行输入、串并行输出 的左移寄存器。
图5-8 4位左移寄存器
分析同步时逻辑电路的一般步骤如 下。
（1）写出存储电路中每个触发器的驱 动方程； （2）将驱动方程分别代入各触发器的 特性方程，得出每个触发器的状态方 程； （3）根据逻辑电路写出输出方程。
5.2.2时序逻辑电路的一般分析方法
实际上，从驱动方程、状态方程和 输出方程这3个方程中，还不能对时序逻 辑电路的逻辑功能有一个完全的了解， 还需要通过另外一些更直观的方法来分 析和描述时序逻辑电路的逻辑功能。这 里主要介绍3种比较重要而且常用的方法 ，分别是状态转移表、状态转移图、时 序图。
时序逻辑电路内容简介
J 2 Q0 n Q1 n n n J Q Q 1 0 2 J K 1 0 0
K 2 Q0 n K1 Q0 n
(4)画逻辑电路图
例题逻辑电路图
（5）检查电路能否自启动 将无效状态111、110代入式（5.12）进行计算得：
/0 110 111 /1 100
触发器 输入信号
…
Qm
Dm
…
二、时序逻辑电路的一般分析方法
分析时序逻辑电路的一般步骤 1．由逻辑图写出：各触发器的时钟方程；时序电路的输出方程； 各触发器的驱动方程。 2．将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求得时序逻辑电路 的状态方程。 3．根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态表，画出 状态图或时序图。
一、 时序逻辑电路的结构及特点
时序逻辑电路——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。 时序电路的特点： （1）含有具有记忆 元件（最常用的是触 发器）。 （2）具有反馈通道。
输入 X1 信号 Xi …
… Z1 Zj 输出 信号
组合电路
D1
Q1 触发器 输出信号
触发器 电路 CP
第5章
内容简介
时序逻辑电路
时序电路的基本分析与设计方法；计数器、寄 存器、锁存器、顺序脉冲信号发生器的电路结构及 其应用。
重点内容
时序逻辑电路的分析与设计方法；运用“反馈 归零法”、“反馈置数法”、“反馈置最小数法” 和“级联法”等四种方法构成“N进制计数器”。
5.1 时序逻辑电路的分析和设计 方法
Y Q2 Q0 由图5.10所示各卡诺图得到：
Q n 1 Q nQ n Q n Q n 1 0 2 0 2 n 1 n n n n n Q1 Q2 Q1 Q0 Q1 Q0 n 1 n Q0 Q0
第6章 时序逻辑电路
n n （3）输出方程 Y = Q2 Q3
2、列状态转换表 CP的顺序 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 现态 次态 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 1
Q1n 1 T1 Q1n X Q0n Q1n n Q0 T0 Q0n 1 Q0n Q0n
3
计算、列状态表
输入 X 0 0 0 0 1 1 1 1 现
n 1
态
n 0
次
态
输出
Q X Q Q n1 Q0 Q0n Y Q1nQ0nCP
5.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法
基本步骤：
1.根据给定电路写出其时钟方程、输出方 程、驱动方程 2.求状态方程。
触发器输入信号的逻辑函数式
3.进行状态计算。把电路的输入和现态各种可能取值组 合代入状态方程和输出方程进行计算,得到相应的次态 和输出。 4.画状态图(或时序图)
时序电路分析过程示意图
X
& FF0 1T C1 Q0 FF 1 =1 1T C1 Q1
Y
例
“1”
CP
Q0
Q1
1
同步时序电路，时钟方程省去。 输出方程：
写 方 程 式
Y Q Q CP
n 1 n 0
T1 X Q0n 驱动方程： T0 1
2
求状态方程
T触发器的特性方程：
常用的时序逻辑电路
常用的时序逻辑电路时序逻辑电路是数字电路中一类重要的电路，它根据输入信号的顺序和时序关系，产生对应的输出信号。
时序逻辑电路主要应用于计时、控制、存储等领域。
本文将介绍几种常用的时序逻辑电路。
一、触发器触发器是一种常见的时序逻辑电路，它具有两个稳态，即SET和RESET。
触发器接受输入信号，并根据输入信号的变化产生对应的输出。
触发器有很多种类型，常见的有SR触发器、D触发器、JK 触发器等。
触发器在存储、计数、控制等方面有广泛的应用。
二、时序计数器时序计数器是一种能按照一定顺序计数的电路，它根据时钟信号和控制信号进行计数。
时序计数器的输出通常是一个二进制数，用于驱动其他电路的工作。
时序计数器有很多种类型，包括二进制计数器、BCD计数器、进位计数器等。
时序计数器在计时、频率分频、序列生成等方面有广泛的应用。
三、时序比较器时序比较器是一种能够比较两个信号的大小关系的电路。
它接受两个输入信号，并根据输入信号的大小关系产生对应的输出信号。
时序比较器通常用于判断两个信号的相等性、大小关系等。
常见的时序比较器有两位比较器、四位比较器等。
四、时序多路选择器时序多路选择器是一种能够根据控制信号选择不同输入信号的电路。
它接受多个输入信号和一个控制信号，并根据控制信号的不同选择对应的输入信号作为输出。
时序多路选择器常用于多路数据选择、时序控制等方面。
五、时序移位寄存器时序移位寄存器是一种能够将数据按照一定规律进行移位的电路。
它接受输入信号和时钟信号，并根据时钟信号的变化将输入信号进行移位。
时序移位寄存器常用于数据存储、数据传输等方面。
常见的时序移位寄存器有移位寄存器、移位计数器等。
六、状态机状态机是一种能够根据输入信号和当前状态产生下一个状态的电路。
它由状态寄存器和状态转移逻辑电路组成，能够实现复杂的状态转移和控制。
状态机常用于序列识别、控制逻辑等方面。
以上是几种常用的时序逻辑电路，它们在数字电路设计中起着重要的作用。
时序逻辑电路的设计与应用列子
时序逻辑电路的设计与应用列子一、时序逻辑电路的概念和应用时序逻辑电路是一种在数字电路中广泛使用的电路类型，它能够根据输入信号的时序关系来控制输出信号的状态。
时序逻辑电路通常由触发器、计数器、状态机等基本元件组成，这些元件能够实现各种复杂的逻辑功能，如计数、定时、控制等。
在实际应用中，时序逻辑电路被广泛应用于各种数字系统中，如计算机、通信设备、工业自动化控制等领域。
其中，计算机是最典型的应用之一，它通过时序逻辑电路实现了诸如指令执行、存储器读写等功能。
二、设计一个简单的时序逻辑电路假设我们需要设计一个简单的计数器，它能够从0开始循环计数到9，并在达到9后重新从0开始计数。
为了实现这个功能，我们可以采用以下步骤：1. 确定输入和输出信号首先，我们需要确定输入和输出信号。
对于这个计数器而言，输入信号可以是一个时钟脉冲信号（CLK），每当CLK上升沿到来时就进行一次计数操作；输出信号可以是一个4位二进制数码（BCD），用于表示当前的计数值。
2. 选择适当的触发器为了实现计数操作，我们需要使用一个触发器来存储当前的计数值，并在时钟脉冲到来时更新计数值。
在这个例子中，我们可以选择一个4位D触发器作为存储器，它能够存储4位二进制数。
3. 设计逻辑电路根据计数器的功能要求，我们需要设计一组逻辑电路来实现以下功能：（1）初始化：当CLK上升沿到来时，如果当前计数值为9，则将其清零（即重新开始计数）；否则将其加1。
（2）输出：将当前的二进制计数值转换为4位BCD码，并输出到外部接口。
为了实现这些功能，我们可以采用以下电路设计：首先，我们需要将CLK信号输入到一个D触发器中，并设置其初始状态为0。
每当CLK上升沿到来时，该触发器会将其输入端的信号存储到输出端，并且同时产生一个反相输出Q'信号。
接下来，我们需要将Q'信号输入到一个与门中，并且将该门的另一输入端连接到一个4位全加器中。
全加器的另一输入端连接到一个常量1信号源。
5时序逻辑电路
Q0： 来一个CP，它就翻转一次； Q1：当Q0＝1时，它可翻转一次； Q2：只有当Q1Q0＝11时，它才能翻转一次。
（5-22）
2. 再列写状态转换表，分析其状态转换过程。
CP
原状态 Q2 Q1 Q0
J2＝
控 K2＝
制
端
J1＝ K1＝ J0＝1
K0＝1
下,状态, ,
Q2 Q1 Q0
1
11
并行输入
（5-12）
5.2.3 寄存器应用举例
例：数据传送方式变换电路
并
D6 D5
行 D4
输 D3
入
D2 D1
D0
数
据变 传换 送电 方路 式
串行输出
1. 实现方法
(1). 因为有7位并行输入，故需使用两片74LS194；
(2). 用最高位QD2作为它的串行输出端。
（5-13）
2. 具体电路
Q0 K0
计数 脉冲
CP
下状态
K0
=
,
Q2
Q1,
Q0,
1
1 001
1 010
1 011
1 100
1 000
所分析的电路为异步五进制加法计数器。
（5-26）
3. 还可以用波形图显示状态转换表( 略 )
4. 检验其能否自动启动 ？
另有三种状态111、110、101不在计数循环内， 如果这些状态经若干个时钟脉冲能够进入计数循 环，称为能够自行启动。
QA QB QC QD CP S1
CLR 74LS194 S0
RABCDL
12 3 4567 8
CLR R A B C D L GND
时序逻辑电路例题分析
QA JA QAKA
计数脉冲CP
(7) 检验该计数电路能否自动启动。
本计数电路有三个触发器，可有八个状态组合，可是 只用去六个，尚有两 个未利用，因此需要检验一下， 若不能自行启动要进行修改。
例2 试用主从JK触发器设计一个时序电路，要求该电路的输入Z 与CP之间的关系应满足图示的的波形图。
解：由波形图可以看出这是一个三进制的计数器。
Q1
C1
C1
CP
Q0
Q1
解：输出方程： Y
=
n
X Q1
=
X
Q1n
驱动方程：T0 = 1 T1 = X Q0n
状态方程: Q1n1 = T1 Q1n = X Q0n Q1n Q0n = T0 Q0n = 1 Q0n = Q0n
状态表：
输入
Q1n1 = X Q0n Q1n
X
Q0n = Q0n
0
Y = X Q1n
0 0
QQ10nn=1
= 1
11 =0
1
=
1
0 1 1
Y = 11=1
1
1
现态
Q1n Q0n
00 01 10 11 00 01 10 11
次 态 输出
Q Q n1 n1 10
Y
01
1
10
1
11
1
00
1
11
0
00
0
01
1
10
1
0/1
画
00
01 CP
状 态 图
0/0
X
0/1 1/0 1/1 0/1 Q0
74LS161
CO 1
LD
CR
D0 D1 D2 D3
时序逻辑电路应用举例
时序逻辑电路应用举例1 抢答器在智力竞赛中，参赛者通过抢先按动按钮，取得答题权。
图1是由4个D触发器和2个“与非”门、1个“非”门等组成的4人抢答电路。
抢答前，主持人按下复位按钮SB，4个D触发器全部清0，4个发光二极管均不亮，“与非”门G1输出为0，三极管截止，扬声器不发声。
同时，G2输出为1，时钟信号CP经G3送入触发器的时钟控制端。
此时，抢答按钮SB1~SB4未被按下，均为低电平，4个D 触发器输入的全是0，保持0状态不变。
时钟信号CP可用555定时器组成多谐振荡器的输出。
当抢答按钮SB1~SB4中有一个被按下时，相应的D触发器输出为1，相应的发光二极管亮，同时，G1输出为1，使扬声器响，表示抢答成功，另外G1输出经G2反相后，关闭G3，封锁时钟信号CP，此时，各触发器的时钟控制端均为1，如果再有按钮被按下，就不起作用了，触发器的状态也不会改变。
抢答完毕，复位清零，准备下次抢答。
图1四人抢答器2。
八路彩灯控制器八路彩灯控制器由编码器、驱动器和显示器（彩灯）组成，编码器根据彩灯显示的花型按节拍送出八位状态编码信号，通过驱动器使彩灯点亮、熄灭。
图2给出的八路彩灯控制器电路图中，编码器用两片双向移位寄存器74LS194实现，接成自启动脉冲分配器（扭环形计数器），其中D1为左移方式，D2为右移方式。
驱动器电路如图3，当寄存器输出Q为高电平时，三极管T导通，继电器K通电，其动合触点闭合，彩灯亮；当Q为低电平时，三极管截止，继电器复位，彩灯灭。
图2 八路彩灯控制器电路工作时，先用负脉冲清零，使寄存器输出全部为0，然后在节拍脉冲（可由555定时器构成的多谐振荡器输出）的控制下，寄存器的各个输出Q按下表所示的状态变化，每8个节拍重复一次。
这里假定8路彩灯的花型是：由中间向两边对称地逐次点亮，全亮后，再由中间向两边逐次熄灭。
图3 驱动器电路寄存器输出状态3 数字钟在许多场合大量使用的数字电子钟，具有显示时、分、秒，以及自动计时和校正对时的功能。
时序逻辑电路在实际中的应用
时序逻辑电路在实际中的应用时序逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路，其特点是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，而且与电路的原状态有关，具有记忆功能。
构成组合逻辑电路的基本单元是逻辑门，而构成时序逻辑电路的基本单元是触发器。
时序逻辑电路在实际中的应用很广泛，数字钟、交通灯、计算机、电梯的控制盘、门铃和防盗报警系统中都能见到。
主要介绍典型的时序逻辑部件：集成计数器的识别与应用，集成寄存器的识别与应用；时序逻辑电路的分析和设计。
计数器在计算机及各种数字仪表中应用广泛，具有记忆输入脉冲个数的功能，还可以实现分频、定时等。
计数器种类繁多，按技术体制可分为二进制计数器和N进制计数器；按增减趋势可分为加计数器和减计数器；按技术脉冲引入方式可分为同步计数器和异步计数器。
同步计数器的特点是构成计数器的所有触发器共用同一个时钟脉冲，触发器的状态同时更新，计数速度快；而异步计数的特点是构成计数器的触发器不共用同一个时钟脉冲，所有触发器更新状态的时刻不一致，计数速度相对较慢。
在实际应用中，计数器是以集成电路形式存在的，主要有集成二进制计数器、集成十进制计数器两大类，其他进制计数器可由它们通过外电路设计来实现。
在每一大类计数器中，又以同步与异步、加计数与可逆计数来细分。
寄存器具有接收数码、存放或传递数码的功能，由触发器和逻辑门组成。
其中，触发器用来存放二进制数，逻辑门用来控制二进制数的接收、传送和输出。
由于一个触发器只能存放1位二进制数，因此，存放n位二进制数的n位寄存器，需要n个触发器来组成。
寄存器有数码寄存器和移位寄存器2种。
输入输出方式有并入-并出、并入-串出、串入-并出、串入-串出4种。
当寄存器的每一位数码由一个时钟脉冲控制同时接收或输出时，称为并入或并出。
而每个时钟脉冲只控制寄存器按顺序逐位移入或移出数码时，称为串入或串出。
移位寄存器除了具有存储数码的功能以外，还具有移位功能。
所谓移位功能，是指寄存器里存储的数码能在时钟脉冲作用下依次左移或右移。
时序逻辑电路
5）状态转换表（依次设初态，求次态）
18
状态转换表的另一种形式：
19
6）状态图
20
2、有外部输入的时序电路 例1 试分析图示时序电路。
21
1）驱动方程（输入方程）
T1 X T2 X Q1
2）输出方程
Y X Q1 Q2
22
3）状态方程
由T特性方程： Q*=TQ'+T'Q
第六章 时序逻辑电路
学习要点
了解时序逻辑电路的特点与分类。 掌握时序逻辑电路的分析方法，能熟练分析计数 器等常用时序逻辑电路。 了解时序逻辑电路的设计方法，能设计简单的时 序逻辑电路。
1
6.1 概 述
2
一、组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别 1、从逻辑功能上看 组合逻辑电路：t时刻输出仅与t时刻输入有关，
一个时序电路可以没有组合电路部分， 但是不能没有存储电路。
5
2、从电路结构上看 组合电路不含存储信息的触发器等元件。 时序电路一定含有存储信息的元件——触发器。
3、从功能描述上看
6
二、时序逻辑电路的前输入无关。
Y F(Q)
2、Mealy型 输出不仅与存储电路的现态Q有关，而且
81
6.4.2 计数器
一、计数器的特点和分类 1. 特点——用来记忆脉冲的个数 2. 分类
按计数脉冲 输入方式分
同步计数器——各F-F受同一时钟脉冲控 制，状态的更新是同步的。
异步计数器——有的F-F直接受输入计数 脉冲控制，有的将其他 F-F的输出CLK，状态的 更新有先后。
82
按计数的增减趋势分
36
二、设计举例
☆Moore型同步时序电路设计
时序逻辑电路应用举例(精选)共20页文档
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在举例（精选）
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
时序逻辑
0 0
0 1
0
0
0 0 n Q1 1 Q 2 Q1Q0 Q1 Q 0 /0 /1 n 110111000 Q2 1 Q1Q0 Q2 Q 0
n 1 检查能否自启动： Q Q
选用 JK 触发器 驱动方程
FF0 Q1Q0 Q2 Q2 Q0 1 CP
1J C1 1K
J0 K0 Βιβλιοθήκη 1 J1 Q 2Q0 , K1 Q0 能自启动 Q1Q0 (Q2 Q2 ) Q2 Q0 J 2 Q1Q0 , K 2 Q0 逻辑图 2 Q1Q0Q2 Q2 Q0 Q1Q0 Q &
n n Q0 1 Q0
Q2n+1 nQ n Q
1 0
SQ2n 00 01 00 01 11 10
n n n n n n n n Q1 1 S Q1 Q0 Q2 Q1 Q0 Q1 Q0 Q0n+1 nQ n n+1 Q1 Q nQ n Q1 0
11 10
0 1 1 0 0 0 0 1 Q2n+1 Q1n+1 Q0 Q1nQ0n n
Moore型 组合 X(tn) 电路 输入 Mealy型 组合 电路 存储 Q 电路 W Y(tn) 输出
输入
存储 电路
CP
组合 Y(t ) n 电路 输出
Y (t n ) F [Q(t n )]
Y (t n ) F [ X (t n ), Q(t n )]
CP
5.1 时序电路的基本分析和设计方法
1 0
0 1 1
1 0
1 1 0
1 0
0 0 0
0 001 011 111
101 1 000 010 110 100
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《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例2
y1y2 S0 S1 S2 S3 S4 S5 X1X2=00 S0/00 S1/00 S2/00 S3/00 S4/00 S5/00 y1n+1y2n+1/F1F2 X1X2=01 X1X2=11 S0/00 S0/00 S3/00 S4/00 S0/01 S0/01 S1/00 S0/00 S0/00 S0/01 S0/01 S0/10 X1X2=10 S0/00 S2/00 S0/00 S0/01 S5/00 S0/01
00,11/00 0 10/10
00,01,10,11/10 S1
00,01,10,11/01 S2
01/01 AB/Z1Z2
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例1
y1n+1y0n+1/Z1Z0
y1y0 S0 S1 S2
AB=00 S0/00 S1/10 S2/01
AB=01 S2/00 S1/10 S2/01
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例4
根据上述分析，得出状态转换图如下：
000/0000 S 001/1001 0 100/1000 010/1001 001/1100 000/0000 S3 010/1000 001/1011
100/0000 001/1010 S1 000/0000
010/0000
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例4
解：设1分、2分、5分分别用x1、x2、x3表示，1 表示有输入，0表示无输入；给出邮票用y1表示，1 表示给出邮票；退回余款应有0分、1分、2分、3 分、4分四种情况，用y2y3y4的组合表示，如下表： y2y3y4 余款 000 0分 001 1分 010 2分 011 3分 100 4分
S0 S1 S2 S3
AB=00 S0/00 S1/00 S2/00 S3/00
AB=01 S0/11 S0/11 S0/11 S0/11
AB=10 S1/00 S2/00 S3/00 S0/10
AB=11 × × × ×
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例4
设计售4分的邮票机。自动售邮票机能 出售一张4分邮票，并向顾客退回余款，它 的投币口每次只能接受一个1分、2分、5分 的硬币。
AB=11 S0/00 S1/10 S2/01
AB=10 S1/00 S1/10 S2/01
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例2
设计一简易保密门。一个用两个按钮X1 X2 控制的保密门，仅当按以下次序操作时才 能打开：（1）同时按一下X1和X2；（2）先 按一下X1再按一下X2；（3）先按一下X2再 按一下X1；（4）同时按一下X1和X2。操作 时，如果有一项不符，必须从头启动才有可能 把门打开，而且在进行（3）和（4）操作时有 误，还要发出报警信号。
100/0000
010/0000 100/0000 x1x2x3/y1y2y3y4 S2 000/0000
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例4
q1q2 S0 S1 S2 S3 000
S0 /0000 S1 /0000 S2 /0000 S3 /0000
001
S0 /1001 S0 /1010 S0 /1011 S0 /1100
q1n+1q2n+1/y1y2y3y4 010 011 100 101
S2 /0000 S3 /0000 S0 /1000 S0 /1001
110 111
× × × ×
S1 /0000 S2 /0000 S3 /0000 S0 /1000
× × × ×
× × × ×
× × × ×
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例4
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例3
根据上述分析，得出状态转换表和状态转换图如下0 10/00 S2 00/00 AB/XY
S0
S1
01/11 10/10 00/00 S3
10/00
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例3
y1n+1y2n+1/XY y1y2
根据上述分析，得出状态转换图如下：
x3/1001 S0 x1/1000 x2/1001 x3/1100 S3 x2/1000 x3/1011 x2/0000 x1/0000 x1x2x3/y1y2y3y4 S2 x1/0000 x3/1010 S1
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例1
设计串行比较器。串行比较器对两个 位数相同的二进制数A，B进行比较，如果 A>B，则输出Z1Z0=10，A<B则输出 Z1Z0=01，A=B则输出Z1Z0=00。
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例1
分析：根据题意，电路的输入为两个位数相同的数 据A，B；输出为Z1Z0，状态A>B用S1，A<B用 S2，A=B用S0表示。画出状态转换图如下：
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例2
解：设F1为开门信号，F2为报警信号； X1X2为两个按钮输入； S0为起始状态。 根据题意画出的状态转换图如下：
00/00 11/10 S5 10/00 01,10/01 01,11/01 10,11/01 S4 00/00 01/00 S3 00/00 10,11/00 01/00 S2 00/00 00,01, 10/00 S0 00/00 11/00 01,11/00 S1 10/00 X1X2/F1F2
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例3
设计简易自动售铅笔机。它的投 币口每次只能投入一角或五角的硬币，投 入四个一角硬币机器给出一只铅笔；投入 一个五角硬币机器给出一只铅笔的同时找 回（并且只能找回）一个一角硬币。
《数字逻辑电路》
时序逻辑电路应用举例3
分析： 输入变量：投入硬币；投入一角硬币 A=1，未 投入A=0；投入五角硬币 B=1，未投入B=0； 输出变量：给出铅笔 X=1，否则X=0；给出一 角硬币 Y=1，否则Y=0。 设未投入硬币前的状态为S0，投入一个一角 硬币后状态为S1，投入两角后状态为S2，投入 三角后状态为S3在S3状态下再投入一角硬币， 则状态应返回S0的同时，使X=1。在任何状态下 投入五角硬币，状态返回S0的同时，使X=1， Y=1。所以电路应有4个不同的状态，2个输入变 量和2个输出变量。