数字逻辑与数字系统 第二版PPTLec13-2016

第十三讲

时序逻辑电路数字逻辑与数字系统组合电路存储电路E1ErI1Ii输入信号输出信号存储电路的输入输出状态SrS1O1Oj*时序电路在任一时刻的状态变量不仅是当前输入信号的函数，而且还是电路以前状态的函数*电路由组合电路和存储电路组成。*电路存在反馈。结构特征:时序逻辑电路的一般化模型1）从控制时序状态的脉冲源来分：时序电路同步：异步：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。

电路中的触发器或锁存器没有统一的时钟脉冲或电路中没有时钟脉冲，电路的状态更新不是同时发生的。

时序电路的分类2）从输出信号的特点分类：时序逻辑电路莫尔型：米里型：Z=F1

[X,Qn]

Z=F1

[Qn]

时序电路的分类时序电路功能的表达方法输出方程: O＝f1(I，S)激励方程:E＝f2(I，S)状态方程:Sn+1＝f3(E，Sn)1.逻辑方程组

时序电路功能的四种描述方法：逻辑方程式、状态表、状态图和波形图。表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式表达存储电路从现态到次态的转换关系式

组合逻辑电路

I1

Ii

O1

Oj

存储电路

S1

Sr

E1

Er

…

…

…

…

…

…

次态／输出现态X=1X=02、状态转换表3.

状态图现态次态／输出X=1X=0现态次态／输出X=1X=000/011/01111/110/01010/001/00101/000/000000110111/11/01/0X/Y1/00/00/00/00/0状态转换前的输入变量取值和输出值现态与输入的函数时序电路功能的表达方法4、时序图

能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时间上的对应关系。

时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的10/100/11101/011/01000/010/00111/001/000X=1X=0CPX

1001110011011000YQ1Q2时序电路功能的表达方法输出方程

激励方程组

状态方程组同步米里型时序逻辑电路时序逻辑电路描述方式举例：输出方程状态方程组⑴列出状态转换真值表100010001100000000YA0101000111000101110111010011102.根据方程组列出状态表时序逻辑电路描述方式举例01/000/11111/000/11010/000/00001/000/101⑵将状态转换真值表转换为状态表状态表A=1A=0状态转换真值表100010001100000000YA010100011100010111011101001110时序逻辑电路描述方式举例：状态表01/000/11111/000/11010/000/00001/000/101A=1A=00/01/00/11/00/11/00/11/03.根据状态表画出状态图状态图A/Y时序逻辑电路描述方式举例：状态表01/000/11111/000/11010/000/00001/000/101A=1A=04.根据状态表画出波形图00010001111010Q1Q00000波形图时序逻辑电路描述方式举例：时序逻辑电路分析的任务：根据给定的时序逻辑电路，通过分析其状态和输出信号在输入信号和时钟的作用下转换规律，进而确定电路的逻辑功能。时序逻辑电路的分析

状态表或状态图或时序图.它们所显现的变化的规律能反映电路的逻辑功能。分析的主要表现形式:分析同步时序逻辑电路的一般步骤1.了解电路的组成：电路的输入、输出信号、触发器的类型等４.确定电路的逻辑功能.３.列出状态转换表或画出状态图和波形图；2.根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程组：(１)电路的输出方程；(２)各触发器的激励方程组;

（3）状态方程组:将每个触发器的激励方程代入其特性方程得状态方程.

例1试分析如图所示时序电路的逻辑功能。电路是由两个JK触发器组成的莫尔型同步时序电路。解：1.了解电路组成。J2=K2=XQ1

J1=K1=1Y=Q2Q1

2.写出下列各逻辑方程式：输出方程激励方程同步时序逻辑电路分析举例J2=K2=XQ1

J1=K1=1将激励方程代入JK触发器的特性方程得状态方程整理得：FF2FF1+n1Q1Q=n+1同步时序逻辑电路分析举例3.列出其状态表，画出状态图和波形图Y=Q2Q1

11100100X=1X=0状态表10/100/101/011/000/010/011/001/0同步时序逻辑电路分析举例状态图10/100/11101/011/01000/010/00111/001/000X=1X=0画出状态图同步时序逻辑电路分析举例根据状态表，画出波形图。1100011001111000010010110100A=1A=0Z10011100110110Q2Q100同步时序逻辑电路分析举例X=0时电路功能：可逆计数器X=1时Y可理解为进位或借位端。电路进行加1计数电路进行减1计数。同步时序逻辑电路分析举例例2分析图所示的同步时序电路属于莫尔型时序电路。1.了解电路组成。2.写出下列各逻辑方程式：激励方程状态方程nQD12=nQD01=nnQQD010=nnQDQ1212==+nnQDQ0111==+nnnQQDQ01010==+状态表110111100110010101001100110011100010010001001000nnQQ112=+nnQQ011=+nnnQQQ0110=+３.列出状态表或画出状态图和波形图；状态方程状态表110111100110010101001100110011100010010001001000根据状态表画出状态图电路具有自启动能力如何判断电路是否具有自启动能力？画出完整的状态图（包括所有状态）在任何无效状态下都能进如有效循环画出时序图Q0Q2Q1100010001100010001100010画出波形图4.确定逻辑功能脉冲分配电路或对CP的三分频电路例3分析如图所示时序电路输出方程同步Moore型[解]1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY1.了解电路组成2.写出各逻辑方程。1J1KC11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY激励方程状态方程特性方程列状态转换表状态表11011110011001010100010011101110