数字电子技术基础-第六章_时序逻辑电路

输出方程Y F ( X ,Q) 驱动方程Z G( X ,Q)
状态方程Q* H (Z ,Q )
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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 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
设计的一般步骤 一、逻辑抽象，求出状态转换图或状态转换表 确定输入/输出变量、电路状态数。 定义输入/输出逻辑变量以及每个电路状态的含意，并对电 路状态进行编号。 按设计要求列出状态转换表，或画出状态转换图。
二、状态化简 若两个状态在相同的输入下有相同的输出，并转换到同一个 次态，则称为等价状态；等价状态可以合并。
z1 g1(x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql ) zk g1(x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
q1* h1(z1, z2 ,, zi , q1, q2 ,, ql ) ql hl (z1, z2 ,, zi , q1, q2 ,, ql )
Q0* XQ1Q0 ( XQ1)Q0 1Q0
五、画逻辑图
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六、检查电路能否自启动 将状态“11” 代入状态方程和输出方程，分别求X=0/1下 的次态和现态下的输出，得到：
Y Q2Q3
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状态转换图
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波形图
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(1)驱动方程：D2
D1 Q1 A Q1 Q2
(2)状态方程：Q2
*
Q1* A
Q1 Q1
Q2
(3)输出方程： Y [(AQ1Q2 )( AQ1Q2 )] AQ1Q2 AQ1Q2
Mealy型： Y F ( X ,Q) Moore型： Y F (Q)
与X、Q有关 仅取决于电路状态
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6.2 时序电路的分析方法
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。
一般步骤： ①从给定电路写出存储电路中每个触发器的驱动方程 （输入的逻辑式），得到整个电路的驱动方程。
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…
时序电路的一般结构形式与功能描述方法
外
部
输
入
外
部
状 态
输 出
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变
量
状态用ql
q1表示。
原状态: 新状态：
qn l…
qn1
…
l
qn 1
qn1 1
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三个方程组
y1 f1( x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )

y
j

f1( x1, x2 ,, xi , q1, q2 ,, ql )
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三、状态分配（编码） 1. 确定触发器数目。 2. 给每个状态规定一个代码。 （通常编码的取法、排列顺序都依照一定的规律） 四、选定触发器类型 求出状态方程，驱动方程，输出方程。 五、画出逻辑图 六、检查自启动
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例：设计一个串行数据检测器，要求在连续输入三个或三 个以上“1”时输出为1，其余情况下输出为0。
第六章 时序逻辑电路
本章的重点： 1．时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，
以及逻辑功能的描述方法； 2．同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法； 3．常用的中规模集成时序逻辑电路器件的应用。
本章的难点： 本章难点是同步时序逻辑电路的分析方法和设计方
法。同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法既是本 章的一个难点，又是一个重点。这些方法不仅适用于 用中小规模器件设计时序逻辑电路，而且也是使用可 编程逻辑器件设计时序逻辑电路所必须具备的基础知 识。
一、抽象、画出状态转换图
二、状态化简
用X（1位）表示输入数据
用Y（1位）表示输出（检测结果）
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三、状态分配 取n=2，令 Q1Q0 的00、01、10为 S0、S1、S2 则，
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Q1* XQ1 XQ0 Q0* XQ1Q0
Y XQ1
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四、选用JK触发器，求方程组
Q1* XQ1 XQ0 (Q1 Q1) ( XQ0 )Q1 ( X )Q1
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6.1 概述
一、时序逻辑电路的特点 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。 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
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CP ai bi ci-1(Q) si ci(D) 0 a0 b0 0 s0 c0 1 a1 b1 c0 s1 c1 2 a2 b2 c1 s2 c2
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（4）列状态转换表：
Q2 * Q1 * Y A
0
00 Q2 Q1 01/0
01 10 10/0 11/0
11 00/1
1
11/1 00/0 01/0 10/0
（5）状态转换图
Q1* Q1 Q2* A Q1 Q2 Y AQ1Q2 AQ1Q2
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6.3 时序逻辑电路的设计方法
QQ2*1*Q(1QQ22Q3
) Q1 Q1Q3Q2
Q3* Q1Q2Q3 Q2Q3
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时序电路的状态转换表
状态转换表
Q3 Q2 Q1
000 001 01 0 01 1 1 00 1 01 110 111
Q3* Q2* Q1* Y
001 0 01 00 01 1 0 1 000 1 01 0 1 1 00 0001 0001
②将驱动方程代入触发器的特性方程，得到状态方程。
③从给定电路写出输出方程。
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TTL电路
1.写驱动方程：
JJ21Q(Q1 , 2Q3
), K
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K1 1 (Q1Q3 )
J3 Q1Q2 ,
K3 Q2
3.输出方程 Y Q2Q3
2.代入JK触发器的特性方程（Q* JQ K Q，得状态方程：
CLK Q3 Q2 Q1 Y
00000 1 001 0 201 00 301 1 0 41 000 51 01 0 61 1 01 70000 01 1 1 1 1 0000
Q1* (Q2Q3 ) Q1 Q2* Q1Q2 Q1Q3Q2 Q3* Q1Q2Q3 Q2Q3