《数字电子技术基础》第五版课件第六章_时序逻辑电路
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将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：
QQ12nn
1 1
J 2Q2n J1Q1n
K 2Q2n K1Q1n
Q1nQ2n Q1nQ2n Q0nQ1n Q0nQ1n
Q1n Q0n
Q0n1 J0Q0n K0Q0n Q2nQ0n Q2nQ0n Q2n
《数字电子技术基础》第五版
程，也就是整个时序电
1 时钟方程、 2 路的状态方程。
电路图
驱动方程和
状态方程
输出方程
3
判断电路 逻辑功能
5 状态图、 状态表或 时序图
4
计算
例1
CP
《数字电子技术基础》第五版 &Y
FF0
FF1
FF2
1J
Q0 1J
Q1
1J
Q2
C1
C1
C1
1K
1K
1K
Q0
Q1
Q2
1
时钟方程：
CP2
CP1
CP0
CP
同步时序电路的时钟 方程可省去不写。
写 输出方程： Y Q1nQ2n
输出仅与电路现态有关，为穆 尔型时序电路。
方 程 式
驱动方程：
J
2
J1
Q1n Q0n
J
0
Q2n
K2 Q1n K1 Q0n K0 Q2n
《数字电子技术基础》第五版
2 求状态方程
JK触发器的特性方程：
Qn1 JQ n KQn
《数字电子技术基础》第五版
第六章 时序逻辑电路
6.1 概述
《数字电子技术基础》第五版
一、时序逻辑电路的特点
1. 功能上：任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还 与电路原来的状态有关。
2. 电路结构上 ①包含存储电路和组合电路 ②存储器状态和输入变量共同决定输出
《数字电子技术基础》第五版
二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法
化发生在同一时刻 异步：没有统一的clk,触发器状态的变化有先有后
2. Mealy型和Moore型
Mealy型： Y F ( X , Q) Moore型：Y F (Q)
与X、Q有关 仅取决于电路状态
《数字电子技术基础》第五版
常见的时序逻辑电路：
寄存器 二进制计数器 任意进制计数器 移位寄存器 移存型计数器
FF0
FF1
&
Y
1T
Q0 =1 1T
Q1
C1
C1
Q0
Q1
1 同步时序电路，时钟方程省去。
写
输出方程：Y XQ1n X Q1n
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
《数字电子技术基础》第五版
2 求状态方程
T触发器的特性方程：
Qn1 T Qn
Y
0/1
(a) 状态图
《数字电子技术基础》第五版 (b) 时序图
5
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：
电 路
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：
功
00→11→10→01→00→…
的格雷码，并且在时钟脉冲CP的作用下，这6个状态
电 是按递增规律变化的，即：
路
000→001→011→111→110→100→000→…
功 能
所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。 当对第6个脉冲计数时，计数器又重新从000开始计数， 并产生输出Y＝1。
X
例2 “1”
CP
《数字电子技术基础》第五版
驱动方程Z F ( X ,Q)
q1* h1(z1, z2 ,, zi , q1, q2 ,, ql ) ql hl (z1, z2 ,, zi , q1, q2 ,, ql )
状态方程Q* H (Z ,Q )
《数字电子技术基础》第五版
三、时序电路的分类
1. 同步时序电路与异步时序电路 同步：存储电路中所有触发器的时钟使用统一的clk,状态变
《数字电子技术基础》第五版
4 画状态图、时序图
排列顺序：
Q2nQ1nQ0n /Y
000→/0 001/→0 011
/1↑ ↓/0
100←110←111 /0 /0
/0
010
101
/1
(a) 有效循环
(b) 无效循环
状态图
《数字电子技术基础》第五版
CP
时 Q0 序 Q1 图
Q2
Y
5
有效循环的6个状态分别是0～5这6个十进制数字
《数字电子技术基础》第五版
可以用三个方程组来自百度文库描述：
y1 f1( x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
y
j
f1( x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
输出方程Y F ( X ,Q)
z1 g1(x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql ) zk g1(x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
能
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。
例
CP
J Q0 CP K Q0
《数字电子技术基础》第五版
J Q1 CP
K Q1
J Q2 CP
K Q2
3
计算、列状态表
QQ12nn
1 1
Q1n Q0n
Q0n1 Q2n
Y Q1nQ2n
现态
Q2n Q1n Q0n
000 00 1 010 011 100 101 110
111
次态
Q2n 1 Q1n 1 Q0n 1
001 011 101 111 000 010 100 110
输出
Y
0 0 0 0 1 1 0 0
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：
QQ10nn
1
T1 Q1n T0 Q0n 1
X
Q0n Q0n Q0n
Q1n
《数字电子技术基础》第五版
3 计算、列状态表
输入
QQ10nn
1
X Q0n
Q0n
Q1n
X
0
Y X Q1n
0
0
QQQQ10101nn0nnnn1110101010111001010010101
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基础》第五版
6.2.1 同步时序电路的分析方法
分析：找出给定时序电路的逻辑功能，即找出在 输入和CLK作用下，电路的次态和输出。
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基础》第五版
时序电路的分析步骤：
将驱动方程代入相 应触发器的特征方程，
得各个触发器的次态方
0 1
YY 010101011110
1
1
1
现态
Q1n Q0n
00 01 10 11 00 01 10 11
次态
输出
Q Q n 1 n 1
1
0
Y
01
1
10
1
11
1
00
1
11
0
00
0
01
1
10
1
4
时 序 图
画 状 态 图
0/1
00
01 CP
1/0
X
0/1 1/0 1/1 0/1 Q0
1/1
Q1
11
10
QQ12nn
1 1
J 2Q2n J1Q1n
K 2Q2n K1Q1n
Q1nQ2n Q1nQ2n Q0nQ1n Q0nQ1n
Q1n Q0n
Q0n1 J0Q0n K0Q0n Q2nQ0n Q2nQ0n Q2n
《数字电子技术基础》第五版
程，也就是整个时序电
1 时钟方程、 2 路的状态方程。
电路图
驱动方程和
状态方程
输出方程
3
判断电路 逻辑功能
5 状态图、 状态表或 时序图
4
计算
例1
CP
《数字电子技术基础》第五版 &Y
FF0
FF1
FF2
1J
Q0 1J
Q1
1J
Q2
C1
C1
C1
1K
1K
1K
Q0
Q1
Q2
1
时钟方程：
CP2
CP1
CP0
CP
同步时序电路的时钟 方程可省去不写。
写 输出方程： Y Q1nQ2n
输出仅与电路现态有关，为穆 尔型时序电路。
方 程 式
驱动方程：
J
2
J1
Q1n Q0n
J
0
Q2n
K2 Q1n K1 Q0n K0 Q2n
《数字电子技术基础》第五版
2 求状态方程
JK触发器的特性方程：
Qn1 JQ n KQn
《数字电子技术基础》第五版
第六章 时序逻辑电路
6.1 概述
《数字电子技术基础》第五版
一、时序逻辑电路的特点
1. 功能上：任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还 与电路原来的状态有关。
2. 电路结构上 ①包含存储电路和组合电路 ②存储器状态和输入变量共同决定输出
《数字电子技术基础》第五版
二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法
化发生在同一时刻 异步：没有统一的clk,触发器状态的变化有先有后
2. Mealy型和Moore型
Mealy型： Y F ( X , Q) Moore型：Y F (Q)
与X、Q有关 仅取决于电路状态
《数字电子技术基础》第五版
常见的时序逻辑电路：
寄存器 二进制计数器 任意进制计数器 移位寄存器 移存型计数器
FF0
FF1
&
Y
1T
Q0 =1 1T
Q1
C1
C1
Q0
Q1
1 同步时序电路，时钟方程省去。
写
输出方程：Y XQ1n X Q1n
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
《数字电子技术基础》第五版
2 求状态方程
T触发器的特性方程：
Qn1 T Qn
Y
0/1
(a) 状态图
《数字电子技术基础》第五版 (b) 时序图
5
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：
电 路
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：
功
00→11→10→01→00→…
的格雷码，并且在时钟脉冲CP的作用下，这6个状态
电 是按递增规律变化的，即：
路
000→001→011→111→110→100→000→…
功 能
所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。 当对第6个脉冲计数时，计数器又重新从000开始计数， 并产生输出Y＝1。
X
例2 “1”
CP
《数字电子技术基础》第五版
驱动方程Z F ( X ,Q)
q1* h1(z1, z2 ,, zi , q1, q2 ,, ql ) ql hl (z1, z2 ,, zi , q1, q2 ,, ql )
状态方程Q* H (Z ,Q )
《数字电子技术基础》第五版
三、时序电路的分类
1. 同步时序电路与异步时序电路 同步：存储电路中所有触发器的时钟使用统一的clk,状态变
《数字电子技术基础》第五版
4 画状态图、时序图
排列顺序：
Q2nQ1nQ0n /Y
000→/0 001/→0 011
/1↑ ↓/0
100←110←111 /0 /0
/0
010
101
/1
(a) 有效循环
(b) 无效循环
状态图
《数字电子技术基础》第五版
CP
时 Q0 序 Q1 图
Q2
Y
5
有效循环的6个状态分别是0～5这6个十进制数字
《数字电子技术基础》第五版
可以用三个方程组来自百度文库描述：
y1 f1( x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
y
j
f1( x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
输出方程Y F ( X ,Q)
z1 g1(x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql ) zk g1(x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
能
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。
例
CP
J Q0 CP K Q0
《数字电子技术基础》第五版
J Q1 CP
K Q1
J Q2 CP
K Q2
3
计算、列状态表
QQ12nn
1 1
Q1n Q0n
Q0n1 Q2n
Y Q1nQ2n
现态
Q2n Q1n Q0n
000 00 1 010 011 100 101 110
111
次态
Q2n 1 Q1n 1 Q0n 1
001 011 101 111 000 010 100 110
输出
Y
0 0 0 0 1 1 0 0
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：
QQ10nn
1
T1 Q1n T0 Q0n 1
X
Q0n Q0n Q0n
Q1n
《数字电子技术基础》第五版
3 计算、列状态表
输入
QQ10nn
1
X Q0n
Q0n
Q1n
X
0
Y X Q1n
0
0
QQQQ10101nn0nnnn1110101010111001010010101
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基础》第五版
6.2.1 同步时序电路的分析方法
分析：找出给定时序电路的逻辑功能，即找出在 输入和CLK作用下，电路的次态和输出。
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基础》第五版
时序电路的分析步骤：
将驱动方程代入相 应触发器的特征方程，
得各个触发器的次态方
0 1
YY 010101011110
1
1
1
现态
Q1n Q0n
00 01 10 11 00 01 10 11
次态
输出
Q Q n 1 n 1
1
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Y
01
1
10
1
11
1
00
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1
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4
时 序 图
画 状 态 图
0/1
00
01 CP
1/0
X
0/1 1/0 1/1 0/1 Q0
1/1
Q1
11
10