数字电路时序逻辑电路.ppt

1、第5章 时序逻辑电路,5.1 同步时序电路分析 5.2 同步时序电路设计 5.3 中规模标准时序模块电路 5.4 用中规模标准模块电路构成 时序电路,5.1 同步时序电路分析,时序逻辑电路： 任何时刻电路的稳态输出，不仅和该时刻的输入信号有关，而且还取决于电路原来的状态。,时序逻辑电路结构框图,时序电路逻辑功能表示方法,方程组 状态表 状态图 时序图,Y（tn）= F X（tn ）,Q （tn ）,W（tn）= G X（tn ）,Q （tn ）,Q（tn+1）= H W（tn ）,Q （tn ）,时序逻辑电路分类,按CP作用分：分为同步和异步 同步时序电路是指组成时序电路的各个触发在同一CP信

2、号作用下同时动作。 异步时序电路是指组成时序电路的各个触发器并不在同一个时钟信号控制下同时动作。,时序逻辑电路分类,按电路输出信号特性分：分为摩尔型和米里型 摩尔型： 米里型：,Y（tn）= F Q （tn ）,Y（tn）= F X（tn ）,Q （tn ）,时序逻辑电路分类,按逻辑功能分： 计数器 寄存器 移位寄存器 读/写存储器 顺序脉冲发生器,时序逻辑电路的分析方法,分析举例,例:分析图示逻辑电路的逻辑功能。设初始状态为“00”。,解：1. 写方程组,状态方程,驱动方程,状态表,驱动方程,0 0,（翻转）,0 1,0 1,1 0,1 1,0 0,1 0,1 1,状态方程,状态图,状态表,

3、0 0,0 1,0 1,1 0,1 1,0 0,1 0,1 1,00,状态表,时序图,几个概念,有效状态 有效循环 无效状态 无效循环 能自启动 不能自启动,5.2 同步时序电路的设计,设计一个六进制计数器,1）画状态图,Q2nQ1nQ0n,000,001,010,011,100,101,列状态转换表,Q2n Q1n Q0n,Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1,0 0 0,0 0 1,0 0 1,0 1 0,0 1 0,0 1 1,1 0 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,0 0 0,1 0 1,画卡诺图,Q2n Q1n Q0n,Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1,0 0 0,0 0 1

4、,0 0 1,0 1 0,0 1 0,0 1 1,1 0 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,0 0 0,1 0 1,2）列状态方程、驱动方程,J2=Q1nQ0n K2=Q0n,J0=1 K0=1,3）验证能否自启动,110,111,能自启动,4）画逻辑图,J2=Q1nQ0n K2=Q0n,J0=1 K0=1,Q0,Q1,Q2,5.3 中规模标准时序模块电路,寄存器 移位寄存器 同步计数器 异步计数器,寄存器,TTL寄存器,寄存器,CMOS寄存器,74175 74LS175,74175 74LS175,动作时是否需要CP脉冲的支持,74170 74LS170,方框图,内部结构图,移位寄存器

5、,移位寄存器的通用符号,D触发器构成的移位寄存器,74164,双向移位寄存器：,既能左移也能右移。,&,.,CR,CP,S,左移输入,待输数据由 低位至高 位依次输入,待输数据由高位至低位依次输入,1,0,1,右移输入,移位控制端,&,&,&,74LS194,图形符号,方框图,同步计数器,功能：对输入的CP脉冲个数进行统计。 应用： 时钟脉冲计数、分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、数字运算,计数器的分类,3位同步二进制加法计数器逻辑图,驱动方程： T0=1 T1=Q0n T2=Q1nQ0n Ti=Qi-1nQ1nQ0n,74161 74LS161（同步二进制加法计数器）,74161 74LS

6、161状态表,74191 74LS191（同步二进制可逆计数器）,74191 74LS191状态表,74193(可逆计数器),74160 (同步十进制加法计数器),异步计数器,74290 74LS290,74290 74LS290,74290 74LS290状态表,输 入,输 出,功 能,R0AR0B S9AS9B CP,Q0n+1 Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1,1 0 , 1 ,0 0 0 0,异步清零,异步置9,0 0 无,加法计数,0 0,Q0n Q1n Q2n Q3n,1 0 0 1,保持,CP0=CP,CP1=Q0,5.4 用中规模标准模块电路构成时序电路,任意进制计数器 移位

7、寄存器型计数器 序列信号发生器和检测器 控制器,由74161构成六进制计数器,反馈置“0”实现方法:,由74161构成六进制计数器,预置数实现方法:,用74163构成12进制计数器,置0法,用74163构成12进制计数器,置数法,用74193构成12进制计数器,置0法,用74193构成12进制计数器,置数法,用74161构成12进制计数器,置0法,用74161构成12进制计数器,置数法,用74161构成状态3至12的计数器,置数法,扩展容量的方法,两片74290构成的100进制计数器,两片74290构成的60进制计数器,移位寄存器型计数器,环行计数器,工作原理：,先将计数器置为Q3 Q2 Q1 Q0=1000,而后每来一个CP，其各触发器状态依次右移一位。,即：,环行计数器工作波形,环行计数器