第六章 同步时序电路

1、1 第六章第六章 同步时序电路同步时序电路 2 6.1 6.1 同步时序电路的基本概念同步时序电路的基本概念 6.1.1 6.1.1 时序电路的定义和结构时序电路的定义和结构 3 4 5 n XQY n QXJ 1K nnnn QXQQXQ 0 1 6 6.1.2 6.1.2 时序电路的分类时序电路的分类 7 8 9 10 6.1.3 6.1.3 同步时序电路的描述方法同步时序电路的描述方法 11 6.2 6.2 同步时序电路的分析同步时序电路的分析 6.2.1 6.2.1 分析方法分析方法 12 6.2.2 6.2.2 分析举例分析举例 13 nnnn QQQQJ 32321 1 1 K n

2、 QJ 12 nnnn QQQQK 31312 nnQ QJ 213 n QK 23 nnQ QY 32 nnnnnn QQQQKQJQ 1321 1 11 1 1 )( nnnnnnnn QQQQQQKQJQ 231212 2 22 1 2 nnnnnnnn QQQQQQKQJQ 323213 3 33 1 3 14 nnnn QQQQ 132 1 1 )( nnnnnn QQQQQQ 23121 1 2 nnnnnn QQQQQQ 32321 1 3 nnQ QY 32 15 16 17 18 19 1 11 KJ 122 QXKJ nn QQ 1 1 1 nnn QQXQ 21 1 2

3、nnnn QQXQQXY 2121 20 21 22 31 QD 12 QD 213 QQD 31Q QZ nn QQ 3 1 1 nn QQ 1 1 2 nnn QQQ 21 1 3 23 nn QQ 3 1 1 nn QQ 1 1 2 nnn QQQ 21 1 3 31Q QZ 24 25 26 XD 1212 QQXD 21Q QXZ XQ n 1 1 nnn QQXQ 21 1 2 27 XQ n 1 1 nnn QQXQ 21 1 2 21Q QXZ 28 29 30 21X XJ 21 XXKQXXY 21 nnn QXXQXXQ)( 2121 1 31 32 6.3 同步时序电路

4、的设计 33 6.3.1 6.3.1 形成原始状态图和状态表形成原始状态图和状态表 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 6.3.2 6.3.2 状态化简状态化简 46 A B C D E F G 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/0 1/0 1/0 1/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 47 A B C D E F 1/1 0/1 0/00/d 0/1 1/1 1/0 1/1 1/d 48 49 50 51 如何确定两个状态是否等效 ？ 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 3) 3) 化简举例化简

5、举例 例例 化简下表所示原始状态表。化简下表所示原始状态表。 解解 作隐含表作隐含表 给定原始状态表具有给定原始状态表具有7 7个状态，个状态， 根据画隐含表的规则，可画出隐根据画隐含表的规则，可画出隐 含表框架如下。含表框架如下。 现态现态 次态次态/输出输出 x=0 x=1 A B C D E F G B/0 A/0 F/0 F/0 A/0 C/0 A/0 E/0 G/0 D/0 C/0 G/1 C/0 E/1 寻找等效对寻找等效对 根据等效状态的判断标准，根据等效状态的判断标准， 依次检查每个状态对，可得到依次检查每个状态对，可得到 顺序比较结果如图顺序比较结果如图 (a)(a)所示。所

6、示。 关联比较的结果如图关联比较的结果如图 (b)(b)所所 示。示。 现态现态 次态次态/输出输出 x=0 x=1 A B C D E F G B/0 A/0 F/0 F/0 A/0 C/0 A/0 E/0 G/0 D/0 C/0 G/1 C/0 E/1 由比较结果 可知，原始状态 表中的7个状态共 构成有5个等效对 （A,B)、 (C,D)、 (C,F) 、(D,F)、 (E，G) 状态合并，作出最小化状态表 令 A,B-a、C,D,F-b、E,G-c，并代入原始状 态表中，即可得到化简后的状态表。 求出最大等效类 由所得到的等效对（A,B)、 (C,D)、 (C,F) 、(D,F)、 (

7、E， G)和最大等效类的定义可知，原始状态表中的7个状态共构成 A,B,C,D,F,E,G3个最大等效类。 现态现态 次态次态/输出输出 x=0 x=1 A B C D E F G B/0 A/0 F/0 F/0 A/0 C/0 A/0 E/0 G/0 D/0 C/0 G/1 C/0 E/1 现态现态 次态次态/输出输出 x=0 x=1 a b c a/0 b/0 a/0 c/0 b/0 c/1 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 6.3.3 6.3.3 状态分配状态分配 82 83 84 85 6.3.4 6.3.4 求激励方程和输出方程求激励

8、方程和输出方程 86 87 nn QQ 1 1 1 nnnn QQXXQQ 212 1 2 n QXJ 12 XK 2 1 11 KJ 88 89 n QXJ 12 XK 2 1 1 J1 1 K 90 21121 QXQQQXQZ 91 n QXJ 12 XK 2 1 11 KJ 21121 QXQQQXQZ 92 6.3.5 6.3.5 检查电路的自启动情况检查电路的自启动情况 93 6.3.6 6.3.6 同步时序逻辑电路设计实例同步时序逻辑电路设计实例 94 95 96 97 98 99 nnnn XQQXQQ 110 1 1 nnn QQXQ 01 1 0 01 XQJ XK 110

9、 QXJ1 0 K 100 01Q XQY 101 01 XQJ XK 1 10 QXJ1 0 K 01Q XQY 102 103 104 105 106 107 108 nnn QQXQ 12 1 3 123 QQXD 109 nnnnnnn QQQQXQXQQ 121213 1 2 1212132 QQQQXQXQD 110 nnnnn QQQQXQ 1223 1 1 12231 QQQQXD 111 3 XQZ 112 123 QQXQZ 113 6.4 6.4 典型同步时序电路典型同步时序电路 6.4.1 6.4.1 计数器计数器 114 115 116 nnn QXQXQ 11 1

10、1 nnnnnn QXQQQQXQ 22121 1 2 nn nnnn QQX QQXQQX 21 2121 n QX 1 117 nn QQXZ 21 nn QTQ 1 n QXT 12 XT 1 118 n QXT 12 XT 1 119 120 121 122 nn nnnnn QQX QQXQQXQ 21 2121 1 2 )( nn nnnnn QQX QXQQQXQ 12 1212 1 1 )( 12 QXJ 21 QXJ1 2 K1 1 K 123 nnnnnn QXQQXQXQQXZ 212212 124 nnnn QQXQQXZ 1212 125 126 6.4.2 6.4.

11、2 集成计数器集成计数器 127 Q3 128 1 0 n Q 1 2 n Q 1 3 n Q 1 1 n Q n Q3 n Q2 n Q 1 n Q0 n Q3 n Q2 n Q 1 n Q0 129 1 0 n Q 1 2 n Q 1 3 n Q 1 1 n Q n Q3 n Q2 n Q 1 n Q0 n Q3 n Q2 n Q 1 n Q0 130 集成计数器的应用 1、构成任意进制计数器 131 132 133 134 135 136 137 138 2、集成计数器的级联 1 1 1 CP (1)(2) CR D3 D2 D1 D0 Q0 Q1 Q2 Q3 LD CO CTP CTT

12、 CR D3 D2 D1 D0 Q0 Q1 Q2 Q3 LD CO CTP CTT 139 6.4.3 6.4.3 寄存器寄存器 140 141 142 nnnnn QQQQQ 3232 1 3 23 QJ 23 QK 143 nnnnn QQQQQ 2121 1 2 12 QJ 12 QK 144 nnn XQQXQ 11 1 1 XJ 1 XK 1 145 146 nn QQ 2 1 3 nn QQ 1 1 2 XQ n 1 1 23 QD 12 QD XD 1 147 148 149 150 151 nn QXXXQ 112 1 1 2 112 1 112 1 2 QXXXQXXXD 1

13、52 nn QXXXQ 2 1 21 1 2 2 1 212 1 211 QXXXQXXXD 153 154 6.4.4 6.4.4 集成寄存器集成寄存器 155 156 1 3 n Q 1 1 n Q 1 0 n Q 1 2 n Q n Q0 n Q 1 n Q2 n Q0 n Q 1 n Q2 n Q0 n Q1 n Q2 n Q3 n Q1 n Q2 n Q3 n Q1 n Q2 n Q3 n Q0 n Q1 n Q2 n Q3 157 158 41 QD 12 QD 23 QD 34 QD nn QQ 4 1 1 nn QQ 1 1 2 nn QQ 2 1 3 nn QQ 3 1 4 6.4.5 6.4.5 移位寄存器型计数器移位寄存器型计数器 返回 159 160 161 1 1 0 0 0 0 图 162 163 3211 QQQD 164 165 166 31 QD 12 QD 23 QD nn QQ 3 1 1 nn QQ 1 1 2 nn QQ 2 1 3 167 168 169 170 213 31321 QQQ