数字电路与系统何艳第六章1

1、2021年11月25日星期四第六章 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2021年11月25日星期四第六章 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 2021年11月25日星期四第六章 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

2、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。 2021年11月25日星期四第六章 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=0 2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路5x1xjz1zkq1qmw1wlxqzw图6.1.1时序电路的结构框图2021年11月25日星期四第六章 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

3、钟方程 )(,),(),(,)()(11nmnnjninitqtqtxtxftw ), 2 , 1(li )(,),(),(,)()(111nmnnlninitqtqtwtwgtq ), 2 , 1(mi )(,),(),(,)()(11nmnnjninitqtqtxtxhtz ), 2 , 1(ki 2021年11月25日星期四第六章 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2021年11月25日星期四第六章 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

4、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：2021年11月25日星期四第六章 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 2021年11月25日星期四第六章 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

5、时钟信号。(2)写出四组方程 2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路11123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:26-mar-2002sheet of file:h:数电插图第六章第六章protlchap6_ly.ddb drawn by:c11dr&c11dr&c11dr&zcp=1qqq123图6.2.1 例6.2.1的电路2021年11月25日星期四第六章 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 d2 =q1nq2nnnd3 =q

6、1q2，d1 =q1nq3n cp= q3n+1q1nq2n cp= q2n+1q1nq2n2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路13 cp= q1n+1q1nq3n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。 2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路14 qn 3 qn 2 qn 1 qn+1 3 qn+1 2 qn+1 1 zn 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 00 0 0 1 1

7、0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 表6.2.1例6.2.1电路的状态转移表偏 离 态2021年11月25日星期四第六章 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 3q 2q 1 z z 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 20 1 0 0 3 0 1 1 0 4 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 11 0 1 0 0 0 1 1 111 1 0 0 1 2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路160 0 00 0 10 1 01 0 00 1 11 1 01

8、1 11 0 1q3q2q1xn/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2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路17rd 0 cp 5分频 q1q2q3z5分频图6.2.3例6.2.1电路的波形图5分频2021年11月25日星期四第六章 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 1 0 2021年11月25日星期四第六章 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

9、= cp 时钟方程： 各触发器的激励方程 k2 = x 各触发器的次态方程 k1 = x q2nj2 = x q1n；j1 = x ；2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路20123456abcd654321dcbatitlenumberrevisionsizebdate:26-mar-2002sheet of file:h:数电插图第六章第六章protlchap6_ly.ddb drawn by:&zxqqcp1jc11k1jc11k11112图6.2.4 例6.2.2的电路2021年11月25日星期四第六章 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q

10、n+1= j2qn + k2qn cp2 2 2 = xqnqn + xqn cp2 2 1 qn+1= j1qn + k1qn cp1 1 1 = xqn + xqnqn cp1 1 2 q2nzn = x q1n2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路22当前输入 当前状态 下一状态 当前输出 xn qn 2 qn 1 qn+1 2qn+1 1 zn 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 表6.2.3(a)例6.2.2电路的状态转

11、移表2021年11月25日星期四第六章 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 qn n 2 2 q qn n 1 1 q qn+1 n+1 2 2q qn+1 n+1 1 1 z zn n xn = 0 xn = 1 xn = 0xn = 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 2021年11月25日星期四第六章 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) n(t) z(t) x xn n =0=0 x xn n =1=1 x xn

12、n = 0= 0 x xn n= 1= 1a a b 0 0 b a c 00 c a d 00 d a d 0 1 2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路25图6.2.5 例6.2.2电路的状态转移图q2q1xn/zna00b01d11c100/00/00/01/01/01/00/01/12021年11月25日星期四第六章 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 ， cp2 = q1 , cp3 = q2 2021

13、年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路27123456abcd654321dcbat itlen um berr evisionsizebd ate:26-m ar-2002sheet of file:h :数 电 插 图 第 六 章 第 六 章 protlc hap6_ly.ddbd raw n b y:11cp清 “0”q11jc 11kr1jc 11kr1jc 11krq2q31111图6.2.6 例6.2.3的电路清清“0” 2021年11月25日星期四第六章 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=1qn+1= qn q23 3 qn+1= qn q 2 2 1 qn+1= qn cp1 1 2021年11月25日星期四第六章 时序逻辑电路29(3)作状态转移表、状态转移