常用的时序逻辑电路
时序逻辑电路的分类
时序逻辑电路的分类时序逻辑电路是一种能够在特定的时间序列下执行特定操作的电路。
它通常由组合逻辑电路和存储器组成，可以实现复杂的计算和控制功能。
时序逻辑电路按照其实现功能的不同，可以分为以下几类。
一、触发器触发器是最基本的时序逻辑电路之一，它可以存储一个比特位，并且在时钟信号到来时根据输入信号的状态改变输出状态。
常见的触发器有SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
二、计数器计数器是一种能够在特定条件下对输入信号进行计数并输出结果的电路。
它通常由若干个触发器组成，每个触发器都表示一个二进制位。
常见的计数器有同步计数器和异步计数器等。
三、移位寄存器移位寄存器是一种能够将输入信号从一个位置移动到另一个位置并输出结果的电路。
它通常由若干个触发器组成，每个触发器都表示一个二进制位。
常见的移位寄存器有串行入并行出移位寄存器、并行入串行出移位寄存器和并行入并行出移位寄存器等。
四、状态机状态机是一种能够根据输入信号的状态和时钟信号的变化改变输出状态的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的控制功能。
常见的状态机有Moore状态机和Mealy状态机等。
五、定时器定时器是一种能够在特定时间间隔内产生一个脉冲信号或者计数信号的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的定时功能。
常见的定时器有单稳态定时器和多稳态定时器等。
六、脉冲生成器脉冲生成器是一种能够在特定条件下产生一个脉冲信号的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的脉冲生成功能。
常见的脉冲生成器有单稳态脉冲生成器、多稳态脉冲生成器和斯奈德-哈特脉冲生成器等。
七、序列检测电路序列检测电路是一种能够在输入序列中检测出指定模式并输出相应结果的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的序列检测功能。
常见的序列检测电路有Moore序列检测器和Mealy序列检测器等。
八、时钟同步电路时钟同步电路是一种能够将异步输入信号转换为同步输出信号的电路。
时序逻辑电路分析
Q
1
＆ G2
0
S=0
当 返回 R = 1、S = 1 时：状态不确定
Q
?
G1 ＆≥1
1
R=1
Q
?
＆ G2
1
S=1
！保证R-S触发器正常工作必须满足的条件： R 和 S 不能同时为0。
R-S 触发器结论： （1） 不论现态是什么，
在 R 端施加低电平能将现态强制性地转换到 “0” 态； 在 S 端施加低电平能将现态强制性地转换到 “1” 态；
次态。
输入
输出
现态：输入作用前的状态，记作 Qn 和 Q n ，简记为 Q 和 Q 。 次态：输入作用后的状态，记作 Q(n+1) 和 Q n1 。
注意：次态不仅与输入有关，而且与现态有关！
整理课件
4.2.1 基本R-S触发器
1. 用与非门构成的基本R-S触发器
输出端： Q：状态输出端 Q ：反相状态输出端
由状态表得
到状态图
T
Q
1
1 0 2-2
0
1
1
也可以由状态图
得到卡诺整图理课件
Qn+1
T = 0 T= 1
0
1
1
0
状态表
2
由状态表得到 卡诺图
01
01 10
3
Qn1 TQTQ
Q
Q
＆
＆
SD
＆
＆
＆
＆
D CP
D RD
Q
C
SD
Q
逻辑符号
2. J-K触发器
➢ 目的：引入两种新功能—— （1）自动翻转；（2）现态保持
Q
Q
G1
时序逻辑电路的功能
时序逻辑电路的功能时序逻辑电路是数字电子电路中一种重要的电路类型，它的功能主要用于处理和控制时序信号。
时序信号是指按照一定的时间顺序变化的信号，如时钟信号、计数信号等。
时序逻辑电路能够对这些时序信号进行处理和控制，实现各种复杂的功能。
时序逻辑电路主要由触发器、计数器、移位寄存器等组成，通过这些元件的组合和连接，可以实现各种不同的功能需求。
下面将介绍几种常见的时序逻辑电路及其功能。
1. 时钟发生器时钟发生器是时序逻辑电路中最基本的电路之一。
它的功能是产生稳定的时钟信号，用于同步整个数字系统中的各个部件。
时钟信号的频率和占空比可以通过时钟发生器进行调节，以满足不同的应用需求。
2. 触发器触发器是一种存储器件，它的功能是在时钟信号的作用下，根据输入信号的变化产生相应的输出信号。
触发器有多种类型，如D触发器、JK触发器、T触发器等。
它们可以用于存储和传输数据，实现数据的暂存和延迟等功能。
3. 计数器计数器是一种能够对输入的时序信号进行计数操作的电路。
它的功能是将输入的时序信号进行计数，并输出相应的计数值。
计数器可以实现简单的计数功能，也可以根据特定的计数模式，实现复杂的计数功能，如循环计数、递减计数等。
4. 移位寄存器移位寄存器是一种具有移位功能的存储器件。
它的功能是将输入信号按照一定的规律进行移位操作，并输出相应的移位结果。
移位寄存器可以实现数据的串行输入和串行输出，还可以实现数据的并行输入和并行输出，广泛应用于数据通信和数字信号处理等领域。
5. 状态机状态机是一种能够根据输入信号的变化，自动改变状态和执行相应操作的电路。
它的功能是根据特定的状态转移规则，实现复杂的控制逻辑。
状态机可以分为Moore型和Mealy型，它们在输出信号的计算方式上有所不同，但都能实现复杂的状态和控制逻辑。
时序逻辑电路的功能多种多样，它们在数字系统中起到了至关重要的作用。
无论是计算机、通信设备还是数字家电，都离不开时序逻辑电路的支持。
数字电路与逻辑设计第5章时序逻辑电路
(b) 74194构成扭环形计数器
Q and A Q ：电路是否具备自启动特性？请检验。
77
➢ 检验扭环形计数器的自启动特性
模值M＝2n=2×4=8 状态利用率稍高；环 形计数器和扭环形计 数器都具有移存型的 状态变化规律，但它 们都不具有自启动性
10
分析工具 常见电路
状态转移真值表 状态方程 状态转移图 时序图
数码寄存器 移位寄存器 同步计数器 异步计数器
11
5.2.1 时序逻辑电路的分析步骤
12
例1:分析图示时序逻辑电路
解 ➢ 1. 写激励方程:
13
➢ 2. 写状态方程和输出方程:
根据JK触发器特性方程：Qn1 J Qn K Qn
LD
置入控制输入
CP
时钟输入
CR
异步清0输入
CTT ，CTP 计数控制输入
输出端子
Q0～Q3 数据输出
CO
进位输出
CO
Q3n
Q
n 2
Q1n
Q0n
26
➢ 功能表:
27
2.十进制同步计数器（异步清除）74160
➢ 逻辑符号: ➢ 功能表:
CO Q3n Q0n
28
3.4位二进制同步计数器（同步清除）74163
51
1.二-五-十进制异步计数器7490
52
CT7490： 2-5-10进制异步计数器
4个触发器（CP1独立触发FF0实现二分频，
CP2独立触发FF1、FF2、FF3构成的五分频计数器）
异步清0输入 R01、 R02
异步置9输入 S91、S92
可实现 8421BCD 和 5421BCD计数
电子技术——几种常用的时序逻辑电路参考答案
第七章几种常用的时序逻辑电路参考答案一、选择题1.当时的输入信号，电路原来状态，a2.a3.b4.b5.JK6.基本RS，1R S+=（RS=0）7.T8.1，1n nQ Q+=9.J=K=T；J=K=T=1；J=D，K=D10.n nD TQ TQ=+；nD Q=11.并行，串行；并行输出，串行输出12.数码，移位13.清零14.同步计数器，异步计数器。
15.a，清零，置数，保持16.b17.异步，同步。
18.a，M*N19.2，双稳态触发器20.双向移位二、判断题1. B2. C3. C4. D5. B6. A7. C8. C9. A10. B11. C12. D13. D14. B15. D16. D17. A18. C19. C20. D三、判断题1.错2.对3.对4.错5.对6.错7.对8.对9.错10.错11.对12.对13.对14.错15.对四、简答题1.（9-1易）图示是用与非门组成的基本RS触发器试根据其特性表，并写出特性方程和约束条件。
R SnQ1n Q+功能0 0 0 0 01不定不定不允许0 1 0 1 01置010 1 0 011置11 1 1 1 011保持参考答案：特征方程：1n nQ S RQ+=+，约束条件：1R S+=2.（9-1中） 用JK 触发器（特性方程1n n n Q JQ KQ +=+）可以转换成其他逻辑功能触发器，适当连接给出的JK 触发器的输入端分别将其转换成： 1）.T 触发器（1n n n Q TQ TQ +=+） 2）.T ’触发器（1n n Q Q +=） 3）.D 触发器（1n Q D +=）参考答案：3.（9-1中）写出JK 触发器，T 触发器，T ’触发器，D 触发器的特性方程。
参考答案：JK 触发器特性方程：1n n n Q JQ KQ +=+T 触发器特性方程：1n n n Q TQ TQ +=+ T ’触发器特性方程：1n n Q Q += D 触发器特性方程：1n QD +=4.（9-3中）同步计数器的同步是指什么？ 参考答案：所谓同步指组成计数器的所有触发器共用一个时钟脉冲，使应该翻转的触发器在时钟脉冲作用下同时翻转，并且该时钟脉冲即输入的计数脉冲。
时序逻辑电路
3 ． 异步减 法计 数器
（1）3位递减计数器的状态
（2）电路组成
二 、 十进制计数器
十进制递减计数器的状态
1．电路组成
异步十进制加法计数器
2．工作原理
（1）计数器输入0～9个计数脉冲时，工作过程与4位二进制异步加法计数器完 全相同，第9个计数脉冲后，Q3Q2Q1Q0状态为1001。 （2）第10个计数脉冲到来后，此时计数器状态恢复为0000，跳过了1010~1111 的6个状态，从而实现842lBCD码十进制递增计数的功能。
④ 最 高 位 触 发 器 FF 3 是 在 Q 0 、 Q 1 、 Q 2 同 时 为 1 时 触 发 翻 转 ， 即 FF 0 ～ FF 2 原均为 1 ，作加 l 计数时，产生进位使 FF 3 翻转为 l 。
（2）电路组成
4位二进制同步加法计数器逻辑图
工
程
应
用
计数不正常的故障检测 第一步，先查工作电源是否正常；第二步，检查触 发器的复位端是否被长置成复位状态；第三步，用示波器观测计数脉冲是否加到 了触发器的CP端；第四步，替换触发器，以确定集成电路是否损坏。
第二节 计数器
在数字系统中，能统计输入脉冲个数的电路称为计数器。
一 、二进 制计 数器 1 ． 异步二 进制 加法计 数器
每输入一个脉冲，就进行一次加 1 运算的计数器称为加法 计数器，也称为递增计数器。 4 个 JK 触发器构成的异步加 法计数器如下图所示。
图中 FF 0 为最低位触发器，其控制端 C l 接收输入脉冲，输 出信号 Q 0 作为触发器 FF 1 的 CP ， Q 1 作为触发器 FF 2 的 CP ， Q 2 作为 FF 3 的 CP 。各触发器的 J 、 K 端均悬空，相当于 J = K =1 ，处于计数状态。各触发器接收负跳变脉冲信号时 状态就翻转，它的时序图见下图。
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
常用时序逻辑电路及其应用
功耗优化
通过优化电路结构和降低工作电压， 减小电路功耗，延长电池寿命。
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集成电路
FPGA和CPLD
现场可编程门阵列和复杂可编程逻辑 器件，可以通过编程实现时序逻辑电 路，具有灵活性高、可重复编程等优 点。
通过集成电路工艺实现时序逻辑电路， 具有高速、低功耗等优点，但成本较 高。
时序逻辑电路的性能优化
面积优化
在满足功能和性能要求的前提下， 尽量减小电路规模，降低成本。
速度优化
寄存器
总结词
寄存器是一种能够存储二进制数据的电路，它可以保存数据并按照时钟信号的节 拍进行数据的读写操作。
详细描述
寄存器由多个触发器组成，每个触发器存储一位二进制数。在时钟信号的上升沿 或下降沿时，寄存器会将输入的数据保存到触发器中，并在下一个时钟信号的上 升沿或下降沿时将数据输出。寄存器常用于数据的串行传输和并行传输。
02 常用时序逻辑电路
触发器
总结词
触发器是一种具有记忆功能的电路，它能够存储二进制数据，并在特定条件下改变状态。
详细描述
触发器有两个稳定状态，分别表示二进制数的0和1。当触发器的输入信号满足一定条 件时，触发器会从一个状态跳变到另一个状态，并保持该状态直到外部信号改变其状态。
常见的触发器有RS触发器、D触发器和JK触发器等。
常用时序逻辑电路及其应用
目录
• 时序逻辑电路概述 • 常用时序逻辑电路 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的设计与实现
01 时序逻辑电路概述
时序逻辑电路的定义
总结词
时序逻辑电路是一种能够存储二进制状态，并按照一定的逻辑关系进行输入和输出的电路。
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。
常用的时序逻辑电路.ppt
二、同步十进制计数器
返回
一、同步二进制计数器
1、同步二进制加法计数器
原理：由二进制加法运算规则可知，在一个多位 二进制数的末尾加1时，若其中第i位以下各位 皆为1时，则第i位及以下各位均改变状态。 例： 1000 0111 ＋ 1 —————————— 1000 1000 最低4位数都改变了状态，而高4位未改变。
目前常见的异步二进制加法计数器产品有： 4位：74LS293、74LS393、74HC393 7位：CC4024 12位：CC4040 14位：CC4060
二、异步十进制计数器
构成思想：如何使4位二进制计数器在计数过程中跳过 从1010到1111六个状态。
优点：结构简单
缺点：工作频率低；电路 状态译码时存在竞 争—冒险现象。
74ls75真值表输入输出cp1中规模寄存器74ls751中规模寄存器74ls752中规模寄存器74ls1752中规模寄存器74ls175四个维持阻塞d触发器构成74ls175真值表输入输出3中规模寄存器cc40763中规模寄存器cc4076异步置0输出三态控制保持cc4076ld装入数据ld保持en输出允许en74ls7574ls175cc4076均为并行输入并行输出假设4是低位寄存器1是高位寄存器由d触发器的特性方程可知
三个jk触发器组成的时序逻辑电路
【引言】时序逻辑电路是数字电路中的重要组成部分，它可以根据特定的时钟脉冲信号来控制电路的运行。
而jk触发器是实现时序逻辑电路的重要元件之一。
本文将介绍由三个jk触发器组成的时序逻辑电路的原理、结构和工作原理。
【正文】1. 时序逻辑电路的基本原理时序逻辑电路是指在数字电路中，电路的输出不仅依赖于当前的输入，还依赖于过去的输入及输出状态。
它是通过时钟信号来控制电路的运行，电路的状态在时钟信号的作用下发生变化。
2. jk触发器的基本结构和工作原理jk触发器是一种常用的时序逻辑电路触发器，它由两个输入端（j、k）、一个时钟脉冲输入端（clk）和一个输出端（q）组成。
当时钟输入端接收到一个上升沿的脉冲信号时，根据输入端j、k的逻辑电平来决定输出端q的状态。
当j=k=0时，q保持不变；当j=k=1时，q变为反相；当j=1、k=0时，q变为1；当j=0、k=1时，q变为0。
3. 由三个jk触发器组成的时序逻辑电路结构将三个jk触发器按照特定的方式连接在一起，可以构成一个时序逻辑电路。
在这个电路中，每个触发器的输出端都连接到下一个触发器的时钟输入端，形成一个反馈的环路。
这样一来，电路的状态将依赖于前一时刻的状态，并且在时钟信号的作用下不断变化。
4. 时序逻辑电路的工作原理当时序逻辑电路接收到一个上升沿的时钟信号时，每个jk触发器将根据其输入端的逻辑状态来改变输出端的状态。
由于触发器之间存在反馈环路，因此它们的状态会相互影响，最终形成一个稳定的循环状态。
这样，时序逻辑电路就可以实现特定的逻辑功能，如计数、状态机等。
5. 三个jk触发器组成的时序逻辑电路在数字系统中的应用三个jk触发器组成的时序逻辑电路在数字系统中有着广泛的应用。
它可以用于实现各种复杂的逻辑功能，如多位计数器、状态机、序列检测器等。
在数字电子技术领域，时序逻辑电路扮演着至关重要的角色，它为我们设计和实现各种数字系统提供了强大的工具和支持。
【总结】时序逻辑电路是数字电路中的重要组成部分，它以时钟信号为控制信号，实现了电路状态的变化和逻辑功能的实现。
时序逻辑电路
二、按照存储单元状态变化的特点，时序电路可以分成同步时序 电路和异步时序电路两大类。 在同步时序电路中，所有触发器的状态变化都是在同一时钟 信号作用下同时发生的。而在异步时序电路中，各触发器状 态的变化不是同时发生，而是有先有后。异步时序电路根据 电路的输入是脉冲信号还是电平信号，又可分为：脉冲异步 时序电路和电平异步时序电路。
111 0
0 11 0
/0
/0
11 0 1
0 111
/0
/0
1100 /0 1011 /0 1010 /0 1001 /0 1000
第六章 时序逻辑电路— 6.1 概述
Y(tn) = F[X(tn)，Q(tn)] —— 输出方程 Q(tn+1) = G[Z(tn)，Q(tn)] —— 状态方程（对与独立的一个RS、
JK、D触发器称为特征方程） Z(tn) = H[X(tn)，Q(tn)] —— 驱动方程（激励方程） tn，tn+1表示相邻的两个离散时间；q1，q2，…, qL为状态变量，
001 /0
/0 010
011
/1
/1
/0
111
110
/0 101
/0 100
→代表转换方向，输入变量取值写出斜线之上，输出值写在斜线之 下。
时序图： 在时钟脉冲序列作用下电路状态，输出状态随时间变化的波形图叫 做时序图。
CP
Q1
t
Q2
t
Q3
t
Y
t
t
第六章 时序逻辑电路— 6.3 常用的时序电路分析（寄存器）
一、寄存器：
维持阻塞结构的单拍工 作方式寄存器,其接收数 码时所有数码都是同时 读入的,称此种输入、输 出方式为并行输入，并 CP 行输出方式。
第3章第4节 常用时序逻辑电路模块(1)
Q7
2011/11/9 Qinwenhu
3
2.移位寄存器（Shift Register）
定义：
所存放的数据能移动位置的寄存器
分析下图
Q3
Q2
Q1
Q0
X
1D
C1 CP
2011/11/9 Qinwenhu
1D C1
1D
1D
C1
Q
C1
Q
4
上图状态方程：
Q0n+1= Q1n ; Q1n+1= Q2n Q2n+1= Q3n; Q3n+1=Xn
Q1 Q2 Q3 Q4 0000
1000 0001
1100
0011
1110
0111
1111
23
问题：如何构成5分频器？
画出逻辑图、波形图、状态图
2011/11/9 Qinwenhu
24
（4）构成顺序存取存储器
& 1 B00 B01 01 …
D0
数
& 1
据 输
D1
入
& 1
D2 读出
写入2011/11/9 Qinwenhu
0001
0010
1111
1110
1101
1100
1011
2011/11/9 Qinwenhu
1010
Q3 Q2 Q1 Q0
0011
0100
1001
0101
0110
0111 1000
41
反馈置数实现模6图
Q0 Q1 Q2 Q3 Co
EN
LD
CI CP
CR
D0 D1 D2 D3
工学数电时序逻辑电路
第82页/共146页
b. 置数法（置位法）
基本思想是： 置数法和置零法不同，由于置数操作可以在任意状态下进行，因此计数器不一定从全0状态S0开始计数。它可以通过预置功能使计数器从某个预置状态Si开始计数，计满M个状态后产生置数信号，使计数器又进入预置状态Si，然后再重复上述过程。这种方法适用于有预置功能的计数器。
5.2 时序逻辑电路的分析方法
同步时序电路的分析步骤：
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① 写出输出方程和驱动（激励）方程。
② 求状态方程。
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③ 列状态转换表。
将001作为电路的新的初态，有
……………
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③ 列状态转换表。
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④ 画状态转换图。
§ 4.3 触发器的逻辑功能与描述方法
RS触发器的特性方程
RS触发器的状态转换图
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特性方程
状态转换图
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特性方程
状态转换图
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特性方程
状态转换图
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触发器逻辑功能的转换
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第五章 时序逻辑电路
内容提要
本章首先讲述时序电路的特点，然后重点介绍时序电路的分析和设计方法及步骤，最后介绍了几种常用中规模时序电路，包括：寄存器、移位寄存器、计数器等。
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门电路
触发器
§ 5.1 概述
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第33页/共146页
时序逻辑电路的特点和分类
时序逻辑电路的特点和分类1. 时序逻辑电路的概述时序逻辑电路是计算机中一种基本的数字电路，用于处理随时间变化的信号和数据。
它的主要功能是根据输入信号的时序关系，产生特定的输出信号。
相比于组合逻辑电路，时序逻辑电路在处理信号时考虑了时间因素，因此更适用于处理与时间相关的问题。
时序逻辑电路通常由触发器和组合逻辑门组成。
触发器是存储器件，用于存储和传递电平状态。
组合逻辑门则是根据输入信号的组合逻辑关系产生输出信号。
通过适当地组合触发器和组合逻辑门，可以实现各种复杂的时序逻辑功能，如时钟信号的生成、数据的存储与传输、计数器的实现等。
2. 时序逻辑电路的特点时序逻辑电路具有以下几个特点：2.1 时序依赖性时序逻辑电路中的输出信号不仅依赖于当前的输入信号，还依赖于之前的输入信号。
这是因为时序逻辑电路中的触发器具有存储功能，可以保存上一个时刻的信号状态。
通过触发器的状态变化，时序逻辑电路可以实现对时间的敏感处理。
2.2 非平衡输出时序逻辑电路的输出信号通常是非平衡的数字信号，即高电平和低电平的幅度是不等的。
这是由于触发器和组合逻辑门的内部工作原理所决定的。
非平衡输出信号需要经过适当的驱动器才能驱动其他电路，以确保信号的可靠传输。
2.3 时钟信号驱动时序逻辑电路是由时钟信号驱动的，即输出信号的变化和时钟信号的边沿有关。
时钟信号是时序逻辑电路中的一个基准信号，它决定了触发器的状态切换和组合逻辑门的运算时机。
时钟信号的频率决定了时序逻辑电路的工作速度和响应能力。
2.4 存储性能时序逻辑电路中的触发器具有存储功能，可以存储和传递电平状态。
这使得时序逻辑电路可以实现数据的存储和传输，并支持复杂的计算和控制操作。
触发器的存储性能是时序逻辑电路的关键特点之一。
3. 时序逻辑电路的分类根据触发器的类型和组合逻辑门的结构，时序逻辑电路可以分为多种不同的类别。
以下是几种常见的时序逻辑电路分类：3.1 同步时序逻辑电路同步时序逻辑电路是一种基于时钟信号同步的电路。
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1
0
1
1
欲存入数码1011即D1D2D3D4= 1011
CP
Q4
Q3
Q2
Q1
1
1(D1) ×
×
×
2
0(D2) 1(D1)
×
×
3
1(D3) 0(D2) 1(D1) ×
4
1(D4) 1(D3) 0(D2) 1(D1)
1
1 0
1
四位单向移位寄存器CT74195
CT74195功能表
R CP
0φ 1↑ 10 1↑ 1↑ 1↑ 1↑
结论
当计数器用T触发器构成时，第i位触发器输入 端的逻辑式应为：
Ti Qi1Qi2 Q1Q0
Q0在每次输入计数脉冲时，都要翻转。
Ti Qi Q 1 i2 Q1Q0
按照这一原理，即可设计一四位二进制同
步加法计数器。 各触发器的驱动方程：
T0 1
TT12
Q0 Q1Q0
T3 Q2Q1Q0
输入 SH
D 0 ……D3 J K LD φ φ φφφ 0 d0…… d3 φ φ 1 φ φφφ 1 φ φ0 1 1 φ φ0 0 1 φ φ1 1 1 φ φ1 0
输出 Q0 Q 1 Q 2 Q 3 Q3
0000 1 d 0 d 1 d 2 d 3 d3 Q00 Q 10 Q20 Q30 Q30 Q 0n Q0n Q 1n Q2n Q2n 0 Q 0n Q 1n Q2n Q2n 1 Q 0n Q 1n Q2n Q2n Q0n Q0n Q 1n Q2n Q2n
Ｑ０ ０
d0 １ 0 Q1n Q1n
输 Ｑ1 ０ 保
d1 Q0n Q 0n Q2n
Q2n
保
出
Ｑ2 Ｑ3 ００
持
d2 Q 1n Q 1n Q 3n
d3 Q2n Q2n １
Q 3n 0
持
注：0--最高位 …... 3--最低位
三、四位双向移位寄存器CT74194
（一）逻辑符号 （二） 功能
1. 当R=0 时，异步清零 2. 当 MA ＝ MB ＝ １ 时 ， 并 行 送数 3. 当MA＝MB＝０时，保持
输入
输出
CP D
φφ
保持
１1
10
1０
01
2、中规模寄存器74LS175
1.逻辑图
四个维持阻塞D触发器构成
2.功能:74LS175真值表
输入
输出
R CP D
０φφ
01
１↑１
10
１↑０
01
１０φ
Байду номын сангаас
Q0 Q0
3、中规模寄存器CC4076
1.逻辑图
异步置0、输出三态控制、保持
2. CC4076功能:
电路的输出方程：
C Q3Q2Q1Q0
将上式代入T触发器的
T0 1 特性方程得到
TT12
Q0 Q1Q0
T3 Q2Q1Q0
C Q3Q2Q1Q0
电路的状态方程：
QQQ102nnn111
Q0 Q0 Q1 Q0Q1 Q0Q1Q2 Q0Q1Q2
Q3n1 Q0Q1Q2 Q3 Q0Q1Q2Q3
电路的状态状态转 换表及状态转换图见教 材P243，时序图为
由时序图可见
CP 2 fQ0 4 fQ1 8 fQ2 16 fQ3
也叫做分频器。
Q3每输入16个计数脉冲 ，产生一个进位信号，所以 又把这个电路叫做十六进制 计数器。
计数器容量：计数器能 计到的最大数。 2n 1
Q1n1 Q2n
在CP脉冲的作用下，低位触发器的 状态送给高位，做高位的次态输出
左移寄存器
？ 欲存入数码1011，采用串行输入，只有一个数据输入端
1
1
0
1
解决的办法： 在 CP脉冲的作用下 ，依次送入数码 左移寄存器： 先送高位，后送低位 右移寄存器： 先送低位，后送高位
由于该电路为一左移寄存器，数码输入顺序为：
CT74194功能表
输
入
R CP DSR D0 …… D3 MB MA DSL
０φ φ φ φ φ φ φ
１ ０φ φ φφ φ φ
１ ↑ φ d0 …… d3 １ １ φ １ ↑１ φ φ０ １ φ
１ ↑０ φ φ０ １ φ
１ ↑φ φ φ１ ０ １
１ ↑φ φ φ１ ０ ０
１ φφ φ φ０ ０ φ
返回
2、同步计数器
一、同步二进制计数器
① 同步二进制加法计数器 ② 同步二进制减法计数器 ③ 同步二进制可逆计数器
二、同步十进制计数器
返回
一、同步二进制计数器
1、同步二进制加法计数器
原理：由二进制加法运算规则可知，在一个多位
二进制数的末尾加1时，若其中第i位以下各位 皆为1时，则第i位及以下各位均改变状态。
LDA+LDB=1 LDA+LDB=0 ENA=ENB=0 ENA+ENB=1 RD=0
装入数据 保持 输出允许 高阻 清0
74LS75、74LS175、CC4076均为并行输入—并行输出
二、移位寄存器
假设4是低位寄存器，1是高位寄存器
由D触发器的特性方程可知： Q4n1 D Q3n1 Q4n
Q2n1 Q3n
4. 当MA=1，MB=0时，右移 且数据从DSR 端串行输入
5. 当MA=0 、 MB=1 时，左 移且数据从DSL 端串行输入
§5.4.2 计数器
用来计算输入脉冲数目
分类 同步 异步 任意进制 移位寄存器型
1、计数器的分类
按触发器翻转方式：同步和异步计数器 按编码方式：二进制、二—十进制、循环码 计数器等 按数字增减：加法、减法和可逆计数器 按计数容量：十进制、六十进制计数器等
例：
1000 0111
＋
1
——————————
1000 1000
最低4位数都改变了状态，而高4位未改变。
原理
如果用T触发器构成同步计数器时，则每次CP信号 到达时，应使该翻转的那些触发器的输入控制端Ti＝1， 不该翻转的Ti＝0；
如果用T/触发器构成同步计数器时，则每次CP信号 到达时只能加到该翻转的那些触发器的CP输入端上， 而不能加到那些不该翻转的触发器。
§5.4 若干常用的时序逻辑电路
§5.4.1 寄存器 §5.4.2 计数器 §5.4.3 序列码发生器 §5.4.4 数字电子钟
小结
5.3.1 寄存器
寄存器的分类：
寄存器 移位寄存器
单向移位寄存器
双向移位寄存器
一、寄存器
1、中规模寄存器74LS75
1.逻辑图
四个同步RS触发器构成
2.功能:74LS75真值表
四位单向移位寄存器CT74195
（一）逻辑符号 （二） 功能
1. 清 零 ： R=0 时 ， 输 出 为 “0000” 2 送数：R=1，SH/LD=0时， 当CP 时，执行并行送数 3 右移：R=1，SH/LD=1时， CP 时，执行右移：
Q0由JK决定, Q0Q1， Q1Q2 ，Q2Q3
四位双向移位寄存器CT74194