数字电路与系统(何艳)第六章-1

2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路1第六章时序逻辑电路第一节概述2.功能特点二、时序电路一、组合电路1.结构特点1.结构特点2.功能特点2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路2一、分析方法第二节时序电路的分析3.工作描述1.分析电路结构4.分类2.写出四组方程3.作状态转移表、状态转移图或波形图4.电路的逻辑功能描述例6.2.1例6.2.2二、分析举例例6.2.32020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路3第一节概述一、组合电路第六章时序逻辑电路1.结构特点(1)电路由逻辑门构成，不含记忆元件；(2)输入信号是单向传输的，电路中不含反馈回路；2.功能特点：无记忆功能。2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路42.功能特点：例：对JKFF，当J=K=1时：二、时序电路1.结构特点(1)电路由组合电路和存储电路构成，含记忆元件；(2)电路中含有从输出到输入的反馈回路；Qn=0，Qn+1=1；有记忆功能。Qn=1，Qn+1=02020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路5X1XjZ1ZkQ1QmW1WlXQZW…………图6.1.1时序电路的结构框图2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路63.工作描述(1)激励方程(2)状态方程(3)输出方程(4)时钟方程)](,),(),(,)([)(11nmnnjninitQtQtXtXFtW),,2,1(li)](,),(),(,)([)(111nmnnlninitQtQtWtWGtQ),,2,1(mi)](,),(),(,)([)(11nmnnjninitQtQtXtXHtZ),,2,1(ki2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路74.分类(1)按Z(tn)与X(tn)是否有关米勒(Mealy)型摩尔(Moore)型2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路8(2)按存储器的状态变化是否同时进行同步时序电路：电位异步时序电路：只有一个时钟信号无时钟信号，存储器采用异步（基本）触发器或延时元件（△t）。多个时钟信号，存储器采用同步（时钟）触发器。异步时序电路脉冲异步时序电路：2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路9(1)组合电路、存储电路第二节时序电路的分析一、分析方法1.分析电路结构(2)输入信号X、输出信号Z2.写出四组方程(1)时钟方程(2)各触发器的激励方程2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路10(3)各触发器的次态方程(4)电路的输出方程3.作状态转移表、状态转移图或波形图4.电路的逻辑功能描述例6.2.1分析图6.2.1时序电路的逻辑功能。解：(1)分析电路结构CP不作为外部输入变量X，而作为时钟信号。(2)写出四组方程2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路11123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:26-Mar-2002SheetofFile:H:\数电插图\第六章\第六章\protl\Chap6_ly.ddbDrawnBy:C11DR&C11DR&C11DR&ZCP=1QQQ123图6.2.1例6.2.1的电路2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路12①时钟方程CP1=CP2=CP3=CP②各触发器的激励方程③各触发器的次态方程D2=Q1nQ2n⊕nnD3=Q1Q2·，D1=Q1nQ3n·]·CP=[Q3n+1Q1n·Q2n]·CP=[Q2n+1Q1n⊕Q2n2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路13]·CP=[Q1n+1Q1n·Q3n④电路的输出方程Z=Q3n(3)作状态转移表、状态转移图或波形图作状态转移表时，先列草表，再从初态(预置状态或全零状态)按状态转移的顺序整理。2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路14Qn3Qn2Qn1Qn+13Qn+12Qn+11Zn00000100010100010011001110001000001101010111001011111001表6.2.1例6.2.1电路的状态转移表偏离态2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路15表6.2.2例6.2.1电路状态转移表的另一种形式CP↑的个数Q3Q2Q1Z0000010010201003011041001010111010√0011011010√0011111100√12020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路16000001010100011110111101Q3Q2Q1Xn/Zn/0/0/0/0/1偏离状态有效循环图6.2.2例6.2.1电路的状态转移图2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路17RD0CP5分频Q1Q2Q3Z5分频图6.2.3例6.2.1电路的波形图5分频2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路18五进制同步加法计数器。计数对象是CP的上升沿，Z作为进位信号，进位信息包含在Z的下降沿。4(4)电路的逻辑功能描述＋1102020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路19例6.2.2分析图6.2.4所示电路的逻辑功能。解：(1)分析电路结构(2)写出四组方程CP1=CP2=CP①时钟方程：②各触发器的激励方程K2=X③各触发器的次态方程K1=XQ2nJ2=XQ1n；J1=X；2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路20123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:26-Mar-2002SheetofFile:H:\数电插图\第六章\第六章\protl\Chap6_ly.ddbDrawnBy:&&&ZXQQCP1JC11K1JC11K11112图6.2.4例6.2.2的电路2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路21④电路的输出方程(3)作状态转移表、状态转移图Qn+1=[J2Qn+K2Qn]·CP222=[XQnQn+XQn]·CP221Qn+1=[J1Qn+K1Qn]·CP111=[XQn+XQnQn]·CP112Q2nZn=XQ1n2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路22当前输入当前状态下一状态当前输出XnQn2Qn1Qn+12Qn+11Zn000000001000010000011000100010101100110110111111表6.2.3(a)例6.2.2电路的状态转移表2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路23表6.2.3(b)例6.2.2电路的状态转移表Qn2Qn1Qn+12Qn+11ZnXn=0Xn=1Xn=0Xn=1000001000100100010001100110011012020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路24表6.2.3(c)例6.2.2电路的状态转移表N(t)Z(t)Xn=0Xn=1Xn=0Xn=1AAB00BAC00CAD00DAD012020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路25图6.2.5例6.2.2电路的状态转移图Q2Q1Xn/ZnA00B01D11C100/00/00/01/01/01/00/01/12020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路26(4)电路的逻辑功能描述该电路是一个“1111，…”序列信号检测电路。例6.2.3分析图6.2.6时序电路的逻辑功能。解：(1)分析电路结构(2)写出四组方程①时钟方程：CP1=CP，CP2=Q1,CP3=Q22020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路27123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:26-Mar-2002SheetofFile:H:\数电插图\第六章\第六章\protl\Chap6_ly.ddbDrawnBy:11CP清“0”Q11JC11KR1JC11KR1JC11KRQ2Q31111图6.2.6例6.2.3的电路清“0”2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路28②激励方程③次态方程④输出方程J1=K1=1,J2=K2=1,J3=K3=1Qn+1=[Qn]·Q233Qn+1=[Qn]·Q221Qn+1=[Qn]·CP112020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路29(3)作状态转移表、状态转移图001000801110070010106111110500100140111013001011211111110000000CP3(Q2)CP2(Q1)CP1Q1Q2Q3时钟说明电路状态CP↓个数↓↓↓2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路30(4)逻辑功能描述该电路是一个异步3位二进制减法计数器（异步八进制减法计数器）。对CP的下降沿计数。2020年2月21日星期五第六章时序逻辑电路31作业题6.8