ch06-1时序逻辑电路的基本概念

6 . 时序逻辑电路的分析与设计6.1 时序逻辑电路的基本概念 6.2 同步 时序逻辑电路的分析 6.3 同步 时序逻辑电路的设计

6.4 异步 时序逻辑电路的分析6.5 若干典型的时序逻辑集成电路

教学基本要求1、熟练掌握时序逻辑电路的描述方式及其相互转换。

2、熟练掌握时序逻辑电路的分析方法3、熟练掌握时序逻辑电路的设计方法 4、熟练掌握典型时序逻辑电路计数器、寄存器、移位 寄存器的逻辑功能及其应用。

6.1 时序逻辑电路的基本概念 6.1.1 时序逻辑电路的模型与分类 6.1.2 时序电路逻辑的表达

6.1 时序逻辑电路的基本概念1、时序逻辑电路 工作特征：时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不

仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。结构特征:由组合逻辑电路和存储电路组成,电路中存在反馈。 锁存器和触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元 。

6.1.1 时序逻辑电路的模型与分类1. 时序电路的一般化模型j I i 组合 电路 k m E 存储电路 S O

结构特征: *电路由组合电路和存储电路组成。 *电路存在反馈。

j I i 组合 电路 k m E 存储电路 S O

输出方程:

O=f1(I,S)

表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式 激励方程(驱动方程): E=f2(I,S) 表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式 状态方程(次态方程) : Sn+1=f3(E,Sn) 表达存储电路从现态到次态的转换关系式 将激励方程(驱动方程)代入相应触发器的特性方程， 求得时序逻辑电路的状态方程。

2、异步时序电路与同步时序电路 异步： 没有统一的时钟脉冲或没有时钟脉冲，电路 的状态更新不是同时发生的。(脉冲异步时序和电平异步时序)

时序电路

同步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源， 它们的状态在同一时刻更新。

& 1D CP>

Z

X “ 1” CP Q1 1J

=1 1J

Q2

1D Q0>

>C11K FF1 Q1

> C11K FF2 Q2 & Y

FF0

FF1 Q0

Q1

Q1

6.1.2 时序电路功能的表达方法1. 逻辑方程组A ≥1 & D0 1D C1 FF 0 Q0 Q0

输出方程Y ( Q 0 Q1 )A

激励方程组D0 ( Q 0 Q1 )A

& CP

D1

1D C1 FF 1

Q1 Q1

D1 Q 0 A

状态方程组Qn 1

D

& 1

Y

Q0Q1

n 1

( Q 0 Q1 )An nn

n 1

Q0 A

1. 根据方程组列出状态转换真值表 状态转换真值表 输出方程Y ( Q 0 Q1 )AQ 0n 1

Q 0 A Q 1n 1Q 0n

n 1

Y0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 0 0

0 0 0 1

0

状态方程组Q1n 1

0 0

Q0 An

1

0 01 1

0 10 1

0 10 0

0 10 1

1 01 0

n 1 Q0

n ( Q0

n Q1

1

)A

1 1

将状态转换真值表转换为状态表

状态转换真值表Q 0n 1

Q0

n 0

A Q Q0 0

n 1 1

n 1 0

Y0

状态表

0

00 0 1 1 1 1

01 1 0 0 1 1

10 1 0 1 0 1

10 0 0 1 0 0

00 1 0 1 0 1

01 0 1 0 1 0

Q1 Q 00001 10 11

n

n

Q1 Q 0 / Y A=0 A=1 10/0 00/00 0/ 1 00/1 0 0/ 1

n 1

n 1

01/0 11/0 01/0

2.根据状态表画出状态图Q1 Q0

A/Y

状态表

0/0n 1

1/0

Q Q00 01 10 11

n 1

n 0

Q1 Q 0 / Y A=0 A=1 00/0 10/0 01/0 0 0/ 1 00/1 11/0 0 0/ 1 01/0

n 1

0/10001

1/0

0/110

0/1 1/0 1/011

4. 时序图

根据状态表画出波形图

状态表

Q Q00 01

n 1

n 0

Q

n 1 1

Q

n 1 0

CP

/YA=1AQ0

A=0 00/0 0 0/ 1

10/0 01/0

Q1

1011

00/10 0/ 1

11/0Y

01/0

Y ( Q 0 Q1 )A

时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的