数字电子技术：6 时序逻辑电路-3

1、1,第六章 时序逻辑电路,本章重点： 1、时序逻辑电路的分析（第二节） 2、时序逻辑电路的设计（第四节,2,2. 扭环形计数器,6.3 常用时序逻辑电路,使用扭环计数器，电路依然简单； 不产生竞争-冒险现象； 状态利用率提高,不能自启动的计数器,Q,3,6.4 时序逻辑电路的设计方法,6.4.1 同步时序逻辑电路的设计方法 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 1. 确定输入/输出变量、电路状态数。 2. 定义输入/输出逻辑状态以及每个电路状态的含 意，并对电路状态进行编号。 3. 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

2、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,4,三、状态分配（编码） 1. 确定触发器数目n。 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,6.4 时序逻辑电路的设计方法,5,2）状态分配，列状态转换编码表,1）根据设计要求，设定状态，画出状态转换图。该状态图不须化简,状态转换编码表,例：设计一个同步5进制加法计数器,6.4 时序逻辑电路的设计方法,6,3）选择触发器。选用JK触发器,4）求各触发器的状态方程和进位输出方程。 画出电路的次态卡诺图,6.4

3、时序逻辑电路的设计方法,30,7,根据状态方程可得各触发器的驱动方程,5) 根据各触发器的驱动方程可画出逻辑电路图,6.4 时序逻辑电路的设计方法,8,6) 根据逻辑电路图验证电路能否自启动,6.4 时序逻辑电路的设计方法,9,例6.4.2：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0,1、进行逻辑抽象,令输入变量为X，输入后的状态为S,输入 X,状态S,没有输入1 以前,输入一个1,连续输入两个1,S2,连续输入三个1,S3,连续三个以上1,S3,S0,S1,6.4 时序逻辑电路的设计方法,10,二、状态化简,6.4 时序逻辑电路的设计方法,11,

4、三、状态分配 取n=2，令 Q1Q0 的00、01、10为 S0、S1、S2、则,6.4 时序逻辑电路的设计方法,35,12,四、选用JK触发器，求方程组 五、画逻辑图,1,13,六、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,能自启动,6.4 时序逻辑电路的设计方法,14,时序逻辑电路中的竞争冒险现象 分为两类： * 由组合逻辑电路的竞争冒险所引起。产生的输出脉冲噪声不仅影响整个电路的输出，还可能使存储电路产生误动作。 * 如果存储电路中触发器的输入信号和时钟信号在状态变化时配合不当，也可能导致触发器误动作,6.5 时序逻辑电路中

5、的竞争冒险现象,15,本章小结,1要求一般了解、理解与掌握的内容： (1) 了解时序逻辑电路的特点及和组合逻辑电路的区别。 (2) 了解寄存器和计数器的特点和分类。 (3) 中规模集成电路计数器和移位寄存器的应用。 2要求深刻理解与熟练掌握的重点内容： (1) 理解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组 成及工作原理。 (2) 重点掌握同步时序逻辑电路的分析与设计方法。 (3) 中规模集成电路74160和74161的应用。 3难点：时序逻辑电路的设计方法及异步逻辑电路的分析 方法,16,本章小结,1. 时序逻辑电路的分析方法,同步时序逻辑电路的分析是已知同步时序逻辑电路的逻辑图，找出其逻辑功能。 分析步骤： 1. 写驱动方程； 2. 写状态方程； 3. 写输出方程； 4. 建立状态/输出表； 5. 画状态图； 6. 据状态表或状态图说明时序逻辑电路的功能,17,2、 同步时序逻辑电路的设计方法 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 1. 确定输入/输出变量、电路状态数。 2. 定义输入/输出逻辑状态以及每个电路状态的含意，并 对电路状态进行编号。 3. 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,本章小结,18,三、状态分配（编码） 1. 确定