数字电路第六章PPT课件

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Z
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(5)结论
6.2.1 时序逻辑电路的分析步骤
通过分析可见，这是一个同步时序逻辑电路，
它没有外输入，在时钟脉冲作用下每6个时钟周
期产生一次状态循环，同时产生输出；这个循
环称为有效循环，有效循环内包含有6个有效状
态。此外还有两个偏离状态，但是，最多经历
两个时钟脉冲的作用，偏离状态便可自动地引
3.根据激励方程逐级写出每个触发器的状态
方程即Q(tn＋1)＝H [W(tn),Q (tn)]；写出电路 的输出方程即Z(tn)＝F [X(tn),Q (tn)]
4.根据状态方程、输出方程列出电路的状态 转移表，画出状态转移图 5.画出时序图 6.概括电路的逻辑功能
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6.2.1 时序逻辑电路的分析步骤
K3 Q2n
8
6.2.1 时序逻辑电路的分析步骤
CP
&
1J
Q1
1
C1
&
Q1
1K
& 1J2 Q2
C1
Q2
1K
& 1J Q3
C1 3
1K
Q3
&Z
(2)写状态方程 和输出方程
Q n 1 1
[Q3nQ2n Q1n
Q3n
Q2nQ1n ] CP
Q n 1 2
[Q3nQ1n Q2n
Q3nQ2n ] CP
Q n 1 3
逻辑点特：任何时
C
刻电路的输出不仅
P
取决于该时刻的输
X
入信号，而与这一
Q
(a)
时刻输入信号作用
Z
(b)
之前电路原来所处
Q
(c)
的状态有关 ，即与 Z
(d)
以前的输入信号和 输出有关
电路工作波形
3
6.1 时序逻辑电路概述
时序逻辑电路的一般框图描述
X(x1,x2,…xn)
组合逻
Z(z1,z2,…zn)
3 010 110 0 4 110 101 0
/1
/0 5 1 0 1 0 0 0 1
101 /0 110 /0 010
偏离 1 1 1 状态 1 0 0
100 1 001 0
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6.2.1 时序逻辑电路的分析步骤
(5)画工作波形（时序图）
CP
Q1
11 0 0 1
0
Q2
0
11 1
00
Q3
000
1
1
发器可构成多位数码寄存器
D1
Q1 D2
Q2 D3
Q3 D4
Q4
1D
1D
1D
1D
1
2
3
4
C1
C1
C1
C1
CP(存数指令）
Q n 1 i
Di
i 1,2,3,4
各触发器在时钟CP作用下，将D输入端的数
据存入触发器，所以这里的CP称为存数指令
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移位寄存器
Q4
Q3
1D
4
C1
1D
3
C1
6.2.2 寄存器、移位寄存器
Z Q3nQ1n
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(4)画状态转移图 6.2.1 时序逻辑电路的分析步骤
Q3n Q2n Q1n /Z
序 初 态 次 态 输出
号
Q3n
Q2n
Q1n
Q n 1 3
Q n 1 2
Q n 1 1
Z
111 /1 100
0 000 0 0 1 0 1 001 011 0
/0
2 011 010 0
000 /0 001 /0 011
Q2
1D
2
C1
Q1
1D vI
1
C1
左移移位寄存器
输出方程：
C1
Z = Qn X CP
CP
&
&Z
&
T'
结论(结构特点): 第一，包含组合逻辑电路和存储电 路两部分。第二，组合电路至少有一个输出反馈到存储电路 的输入端，存储电路的状态至少有一个作为组合电路的输入 ，与其他输入共同决定电路的输出。
2
由T触发器的状态方程和电路的输出方程，
可以画出电路的工作波形图。
第 6章 时序逻辑电路
6.1 时序逻辑电路概述 6.2 时序逻辑电路分析 6.3 时序逻辑电路设计 *6.4 序列信号发生器
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6.1 时序逻辑电路概述
分析图6-1-1所示时序电路 X T触发器状态方程：
Qn+1 =[T'Qn + T'Qn]CP↓ Q
1T
=[XQn + XQn]CP↓
5 1010 0 0
输出
Z 0 0 0 0 0 1
偏离 1 1 1 1 0 0
1
状态 1 0 0 0 0 1 0
Q n 1 1
[Q3nQ2n Q1n
Q3n
Q2nQ1n ] CP
Q n 1 2
[Q3nQ1n Q2n
Q3nQ2n ] CP
Q n 1 3
[Q2n Q1n Q3n
Q2nQ3n ] CP
常见的典型时序逻辑电路有：数码寄 存器、移位寄存器，同步计数器、异步 计数器等
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6.2.1 时序逻辑电路的分析步骤
1.分析给定逻辑图，确定是同步还是异步时 序逻辑电路，如果是异步时序逻辑电路，需 逐级确定每个触发器的时钟方程 2.根据逻辑图，逐级写出每个触发器的激励
方程即W (tn) ＝G[X(tn),Q (tn)]
[Q2n Q1n Q3n
Q2nQ3n ] CP
Z Q3nQ1n 9
(3)列状态转移表 6.2.1 时序逻辑电路的分析步骤
序 初态
次态
号 Q3n
Q2n
Q1n
Q Q Q n1 3
n 1 2
n 1 1
0 0000 0 1
1 0010 1 1
2 0110 1 0
3 0101 1 0
4 1101 0 1
辑电路
W(w1,w2,…wn)
Q(q1,q2,…qn)
存储电路
输出方程 Z(tn)＝F [X(tn),Q (tn)] 激励方程 W (tn) ＝G[X(tn),Q (tn)] 状态方程 Q (tn+1) ＝H[W(tn),Q (tn)]
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6.1 时序逻辑电路概述
时序逻辑电路的分类
☆按时钟脉冲作用时刻分: 同步时序逻辑电路 异步时序逻辑电路
☆按电路输出特点分: 米里(Mealy)型 摩尔(Moore)型 (米里型的特例)
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6.2 时序逻辑电路分析
分析目的
根据给定逻辑电路，确定电路的类型， 找出电路的逻辑功能
时序逻辑电路分析建立在组合逻辑电 路和触发器分析方法的基础上，主要利 用状态转移真值表、状态方程、状态转 移图、时序图等工具进行分析
入有效循环，常称此类电路具有“自启动性” 。
电路的输出是Z，输出Z只与触发器状态有关，
所以它是摩尔（Moore）型同步时序逻辑电路。
概括起来，该电路是一个具有自启动性的 6进制计数器
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6.2.2 寄存器、移位寄存器
数码寄存器
触发器具有记忆功能，可以存储二进制数
码，D触发器就是一位数码寄存器，多个D触
例1 分析图示时序逻辑电路
CP
&
1J
Q1
1
C1
&
Q1
1K
& 1J2 Q2
C1
Q2
1K
& 1J Q3
C1 3
1K
Q3
&Z
解 各触发器的时钟脉冲都是CP，所以它是
同步时序逻辑电路。
(1)写激励方程
J1 Q3nQ2n , J 2 Q3nQ1n ,
K1 Q3n Q2n K2 Q3n
J3 Q2n Q1n ,