清华大学《数字电子技术基本教程》教学课件.pptx
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Mealy型：Y F ( X , Q) Moore型：Y F (Q)
与X、Q有关 仅取决于电路状态
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基本教程》
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。
一般步骤：
①根据给定的逻辑图写出存储电路中每个触发器输入端的逻 辑函数式，得到电路的驱动方程。
R’D S1 S0 工作状态 0 X X 置零 1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
《数字电子技术基本教程》
6.3.3 计数器
• 用于计数、分频、定时、产生节拍脉冲等
• 分类： 按时钟分，同步、异步 按计数过程中数字增减分，加、减
……
1. 异步计数器
异步二进制加法计数器 在末位+1时，从低位到高位逐位进 位方式工作。 原则：每1位从“1”变“0”时，向高
6.1 时序逻辑电路的特点和逻辑功能的描述 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。 例：串行加法器，两个多位数从低位到高位逐位相加
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
《数字电子技术基本教程》
二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法
因为 触发器有延迟时间t pd 所以 CLK 到达时，各触发器按前一级触发器原来的状态翻转
数据依次右移1位
《数字电子技术基本教程》
应用： 代码转换，串 并 数据运算
《数字电子技术基本教程》
器件实例：74LS 194A，左/右移，并行输入，保持，异步 置零等功能
并行输入
并行输出
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》教学课件 清华大学
王红 陈莉平 阎石
联系地址：清华大学 自动化系 邮政编码：100084 电子信箱：wang_hong@ 联系电话：(010)62792973
《数字电子技术基本教程》
时序逻辑电路
《数字电子技术基本教程》
由此得出规律，若用T触发 器构成计数器，则每一位触 发器的驱动方程为
Ti Qi1Qi2 ...Q1Q0
T0始终等于1
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
(2) 同步十进制计数器
①加法计数器
基本原理：在同步十 六进制计数器基础上 修改，Байду номын сангаас计到1001时， 则下一个CLK电路状 态回到0000。
位 发出进位，使高位翻转。
《数字电子技术基本教程》
电路的状态按照状态转换图 循环工作。
异步二进制减法计数器 在末位-1时，从低位到高位 逐位借位方式工作。
原则：每1位从“0”变“1”时， 向高位发出进位，使高位翻转。
《数字电子技术基本教程》
2. 同步计数器
（1）同步二进制计数器 ①同步二进制加法计数器 原理：根据二进制加法运算
同步置0
CLK R LD EP ET 工作模式 0 X X X 置零 1 0 X X 预置数
X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
表示只有CLK上升沿达到时 R 0 的信号才起作用
②同步二进制减法计数器 原理：根据二进制减法运算 规则可知：在多位二进制数 减1时，若第i位以下皆为0 时，则第i位应当翻转，否则 应保持不变。
②将每个触发器的驱动方程代入它的特性方程，得到电路的 状态方程。
③从逻辑图写出输出方程。
④为了能更加直观地显示电路的逻辑功能，还可以从方程式 求出电路的状态转换表，画出电路的状态转换图或时序图。
例：
《数字电子技术基本教程》
状态转换表
《数字电子技术基本教程》
Q2Q1 Q2*Q1* Y A
0
1
00 01/1 11/0
（3）任意进制计数器的构成方法
《数字电子技术基本教程》
用已有的N进制芯片，组成M进制计数器，是常用的方法。
规则可知：在多位二进 制数末位加1，若第i位以 下皆为1时，则第i位应翻 转。
由此得出规律，若用T触发 器构成计数器，则第i位 触发器输入端Ti的逻辑 式应为： Ti Qi1Qi2 ...Q1Q0
T0始终等于1
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
器件实例：SN74163
《数字电子技术基本教程》
可以用三个方程组来描述：
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
三、时序电路的分类
1. 同步时序电路与异步时序电路 同步：所有触发器都是在同一时钟操作下,状态转换是同步
发生的 异步：不是所有的触发器都使用同一个时钟信号,因而在电
路转换过程中触发器的翻转不是同步发生的
2. Mealy型和Moore型
由图得到驱动方程：
S1 S Y R Y 带入SR触发器的特性方程， S1 得到状态方程
S0
S0 Q1* S RQ1 Y
Y S1S0 Q1 S1S0 Q0 S1S0Q2 S1S0 D1 Q1* S1S0 Q1 S1S0 Q0 S1S0Q2 S1S0 D1
通过控制 S1 S0 就可以选择 194的工作状态
01 10/0 00/0
10 11/0 01/0
11 00/0 10/1
二、状态转换图
《数字电子技术基本教程》
四、时序图
《数字电子技术基本教程》
6.3 常用的时序逻辑电路
《数字电子技术基本教程》
6.3.1 寄存器
①用于存储二值信息代码，由N个触发器组成的寄存器能存 储一组N位的二值代码。
②只要求其中每个触发器可置1，置0。
例1：
74LS 75 CLK高电平期间 Q随D改变
74LS175
《数字电子技术基本教程》
74LS175 CLK 时，将D0 ~ D3存入四个触发器中，直 到下一个CLK 到达。 有异步置0输入端RD 。
《数字电子技术基本教程》
6.3.2 移位寄存器（代码在寄存器中左/右移动） 具有存储 + 移位功能
《数字电子技术基本教程》
T0 1
T2 Q0Q1
《数字电子技术基本教程》
能自启动
器件实例：74SN160
异步置0
《数字电子技术基本教程》
CLK RD LD EP ET 工作模式 X 0 X X X 置0 1 0 X X 预置数 X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（C=0） 1 1 1 1 计数
与X、Q有关 仅取决于电路状态
6.2 时序电路的分析方法
《数字电子技术基本教程》
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。
一般步骤：
①根据给定的逻辑图写出存储电路中每个触发器输入端的逻 辑函数式，得到电路的驱动方程。
R’D S1 S0 工作状态 0 X X 置零 1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
《数字电子技术基本教程》
6.3.3 计数器
• 用于计数、分频、定时、产生节拍脉冲等
• 分类： 按时钟分，同步、异步 按计数过程中数字增减分，加、减
……
1. 异步计数器
异步二进制加法计数器 在末位+1时，从低位到高位逐位进 位方式工作。 原则：每1位从“1”变“0”时，向高
6.1 时序逻辑电路的特点和逻辑功能的描述 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。 例：串行加法器，两个多位数从低位到高位逐位相加
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
《数字电子技术基本教程》
二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法
因为 触发器有延迟时间t pd 所以 CLK 到达时，各触发器按前一级触发器原来的状态翻转
数据依次右移1位
《数字电子技术基本教程》
应用： 代码转换，串 并 数据运算
《数字电子技术基本教程》
器件实例：74LS 194A，左/右移，并行输入，保持，异步 置零等功能
并行输入
并行输出
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》教学课件 清华大学
王红 陈莉平 阎石
联系地址：清华大学 自动化系 邮政编码：100084 电子信箱：wang_hong@ 联系电话：(010)62792973
《数字电子技术基本教程》
时序逻辑电路
《数字电子技术基本教程》
由此得出规律，若用T触发 器构成计数器，则每一位触 发器的驱动方程为
Ti Qi1Qi2 ...Q1Q0
T0始终等于1
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
(2) 同步十进制计数器
①加法计数器
基本原理：在同步十 六进制计数器基础上 修改，Байду номын сангаас计到1001时， 则下一个CLK电路状 态回到0000。
位 发出进位，使高位翻转。
《数字电子技术基本教程》
电路的状态按照状态转换图 循环工作。
异步二进制减法计数器 在末位-1时，从低位到高位 逐位借位方式工作。
原则：每1位从“0”变“1”时， 向高位发出进位，使高位翻转。
《数字电子技术基本教程》
2. 同步计数器
（1）同步二进制计数器 ①同步二进制加法计数器 原理：根据二进制加法运算
同步置0
CLK R LD EP ET 工作模式 0 X X X 置零 1 0 X X 预置数
X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
表示只有CLK上升沿达到时 R 0 的信号才起作用
②同步二进制减法计数器 原理：根据二进制减法运算 规则可知：在多位二进制数 减1时，若第i位以下皆为0 时，则第i位应当翻转，否则 应保持不变。
②将每个触发器的驱动方程代入它的特性方程，得到电路的 状态方程。
③从逻辑图写出输出方程。
④为了能更加直观地显示电路的逻辑功能，还可以从方程式 求出电路的状态转换表，画出电路的状态转换图或时序图。
例：
《数字电子技术基本教程》
状态转换表
《数字电子技术基本教程》
Q2Q1 Q2*Q1* Y A
0
1
00 01/1 11/0
（3）任意进制计数器的构成方法
《数字电子技术基本教程》
用已有的N进制芯片，组成M进制计数器，是常用的方法。
规则可知：在多位二进 制数末位加1，若第i位以 下皆为1时，则第i位应翻 转。
由此得出规律，若用T触发 器构成计数器，则第i位 触发器输入端Ti的逻辑 式应为： Ti Qi1Qi2 ...Q1Q0
T0始终等于1
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
器件实例：SN74163
《数字电子技术基本教程》
可以用三个方程组来描述：
《数字电子技术基本教程》
《数字电子技术基本教程》
三、时序电路的分类
1. 同步时序电路与异步时序电路 同步：所有触发器都是在同一时钟操作下,状态转换是同步
发生的 异步：不是所有的触发器都使用同一个时钟信号,因而在电
路转换过程中触发器的翻转不是同步发生的
2. Mealy型和Moore型
由图得到驱动方程：
S1 S Y R Y 带入SR触发器的特性方程， S1 得到状态方程
S0
S0 Q1* S RQ1 Y
Y S1S0 Q1 S1S0 Q0 S1S0Q2 S1S0 D1 Q1* S1S0 Q1 S1S0 Q0 S1S0Q2 S1S0 D1
通过控制 S1 S0 就可以选择 194的工作状态
01 10/0 00/0
10 11/0 01/0
11 00/0 10/1
二、状态转换图
《数字电子技术基本教程》
四、时序图
《数字电子技术基本教程》
6.3 常用的时序逻辑电路
《数字电子技术基本教程》
6.3.1 寄存器
①用于存储二值信息代码，由N个触发器组成的寄存器能存 储一组N位的二值代码。
②只要求其中每个触发器可置1，置0。
例1：
74LS 75 CLK高电平期间 Q随D改变
74LS175
《数字电子技术基本教程》
74LS175 CLK 时，将D0 ~ D3存入四个触发器中，直 到下一个CLK 到达。 有异步置0输入端RD 。
《数字电子技术基本教程》
6.3.2 移位寄存器（代码在寄存器中左/右移动） 具有存储 + 移位功能
《数字电子技术基本教程》
T0 1
T2 Q0Q1
《数字电子技术基本教程》
能自启动
器件实例：74SN160
异步置0
《数字电子技术基本教程》
CLK RD LD EP ET 工作模式 X 0 X X X 置0 1 0 X X 预置数 X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（C=0） 1 1 1 1 计数