数字电路与系统(何艳)第六章

2020年5月6日星期三,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5月6日星期三,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6.2.3,2020年5月6日星期三,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5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,4,2.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=0,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,5,组合电路,存储电路,X1,Xj,Z1,Zk,Q1,Qm,W1,Wl,X,Q,Z,W,图6.1.1时序电路的结构框图,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,6,3.工作描述,(1)激励方程,(2)状态方程,(3)输出方程,(4)时钟方程,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,7,4.分类,(1)按Z(tn)与X(tn)是否有关,米勒(Mealy)型,摩尔(Moore)型,2020年5月6日星期三,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,多个时钟信号,2020年5月6日星期三,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Z,2.写出四组方程,(1)时钟方程,(2)各触发器的激励方程,2020年5月6日星期三,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5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,11,图6.2.1例6.2.1的电路,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,12,时钟方程,CP1=CP2=CP3=CP,各触发器的激励方程,各触发器的次态方程,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,13,电路的输出方程,(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5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,14,Q,n,3,Q,n,2,Q,n,1,Q,n+1,3,Q,n+1,2,Q,n+1,1,Z,n,000,001,0,001,010,0,010,011,0,011,100,0,100,000,1,101,010,1,1,10,010,1,111,100,1,表6.2.1例6.2.1电路的状态转移表,偏离态,2020年5月6日星期三,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,Q,3,Q,2,Q,1,Z,0,000,0,1,001,0,2,010,0,3,011,0,4,100,1,0,101,1,1,010,0,0,1,10,1,1,010,0,0,111,1,1,100,1,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,16,000,001,010,100,011,110,111,101,Q3Q2Q1,Xn/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5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,17,RD,0,CP,5分频,Q1,Q2,Q3,Z,5分频,图6.2.3例6.2.1电路的波形图,5分频,2020年5月6日星期三,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,1,10,2020年5月6日星期三,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=CP,时钟方程：,各触发器的激励方程,各触发器的次态方程,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,20,图6.2.4例6.2.2的电路,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,21,电路的输出方程,(3)作状态转移表、状态转移图,2020年5月6日星期三,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,X,n,Q,n,2,Q,n,1,Q,n+1,2,Q,n+1,1,Z,n,0,00000,0,0100,0,0,10,0,0,0,0,1100,0,1,0,001,0,1,01100,1,1011,0,1,111,1,1,表6.2.3(a)例6.2.2电路的状态转移表,2020年5月6日星期三,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,Q,n,2,Q,n,1,Q,n+1,2,Q,n+1,1,Z,n,X,n,=0,X,n,=1,X,n,=0,X,n,=1,00000100,0,10,0,10,0,0,1,00011,0,0,11001101,2020年5月6日星期三,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),X,n,=0,X,n,=1X,n,=0,X,n,=1,AAB00,BAC,0,0,CAD,0,0,DAD01,2020年5月6日星期三,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,Q2Q1,Xn/Zn,A,00,B,01,D,11,C,10,0/0,0/0,0/0,1/0,1/0,1/0,0/0,1/1,2020年5月6日星期三,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,时钟方程：,CP1=CP，,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,27,图6.2.6例6.2.3的电路,清“0”,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,28,激励方程,次态方程,输出方程,J1=K1=1,J2=K2=1,J3=K3=1,2020年5月6日星期三,第六章时序逻辑电路,29,(3)作状态转移表、状态转移图,0,0,1,0,0,0,8,0,1,1,1,0,0,7,0,0,1,0,1,0,6,1,1,1,1,1,0,5,0,0,1,0,0,1,4,0,1,1,1,0,1,3,0,0,1,0,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0