时序逻辑电路小结.ppt

1、6 .时序逻辑电路,1.时序逻辑电路 电路特点 组合电路+存储电路 在任意时刻的状态变量不仅是当前输入信号的函数，而且是电路以前状态的函数 在任意时刻的输出信号不仅与该当前的输入信号有关，而且与电路当前的状态有关 输出方程：O=f( I, S ) 激励方程：E=g( I, S ) 状态方程：Sn+1=h( E, Sn) 同步时序逻辑，异步时序逻辑 逻辑功能表达 逻辑方程组、状态表、状态图（图例）、时序图,6 .时序逻辑电路,2.时序逻辑电路分析 读图、识图的过程 对给定时序电路，分析其在输入信号和时钟作用下，其状态和输出信号变化的规律，进而理解电路逻辑功能和工作特性 关键：找出电路状态和输出随

2、输入变化而变化的规律 分析过程主要表现形式：时序电路逻辑功能由其状态和输出信号的变化规律呈现出来，所以，分析过程主要是列出电路状态表或画出状态图、时序图 Mealy型时序电路 电路输出是输入变量与触发器状态的函数 输出与输入有直接关系 Moore型时序电路 电路输出是触发器状态的函数 输出与输入无直接关系,6 .时序逻辑电路,2.时序逻辑电路分析 基本步骤 1. 了解电路组成：电路的输入、输出信号、触发器类型等 2. 根据给定逻辑电路图，列逻辑方程组 对应每个输出变量导出输出方程，组成输出方程组 对应各触发器每个输入变量导出激励方程，组成激励方程组 将每个触发器的驱动方程代入相应触发器特性方程

3、，得各触发器状态方程，组成状态方程组 3. 根据状态方程组和输出方程组，列出电路的状态表，画出状态图，或拟定一典型输入序列画出时序图 4. 确定电路的逻辑功能，并用文字描述电路逻辑功能,6 .时序逻辑电路,3.时序逻辑电路设计 时序逻辑电路设计是时序逻辑电路分析的逆过程 设计目标：使用尽可能少触发器和逻辑门 基本步骤 (1). 根据给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表； 明确电路的输入条件和相应的输出要求，分别确定输入变量和输出变量的数目和符号 找出所有可能的状态和状态转换之间的关系建立原始状态图。首先确定初始状态，然后从初始状态出发考虑在各种输入作用下状态的转移和输出响应，根据需要记忆的

4、信息增加新的状态，只有当某个状态下输入信号作用的结果不能用已有状态表示时，才增加新状态 根据原始状态图建立原始状态表 (2). 状态化简求出最简状态表 合并等价状态，消去多余状态的过程称为状态化简 等价状态：在相同的输入下有相同的输出，并转换到同一个次态去的两个状态称为等价状态,6 .时序逻辑电路,3.时序逻辑电路设计 基本步骤 (3). 状态编码 ( 状态分配 ) 给每个状态赋以二进制代码的过程 根据状态数确定触发器个数 2n-1M2n 其中 M为状态数；n为触发器的个数 (4). 选择触发器类型，求出电路的激励方程和输出方程 (5). 画出逻辑图并检查自启动能力 有些设计中会出现无效状态，

5、当电路上电后有可能陷入无效状态而不能退出，因此最后要检查电路是否有自启动能力，如果不能自启动，要修改设计,6 .时序逻辑电路,4.典型时序逻辑集成电路 移位寄存器 LSBMSB：从左到右，从上到下 左移 、右移 74HC/HCT194：多功能双向移位寄存器 左移、右移、并行输入、并行输出、串行输入 异步二进制计数器 纹波计数器（各级延时） 各级输出构成分频器 74HC/HCT393：双四位异步二进制计数器,6 .时序逻辑电路,4.典型时序逻辑集成电路 同步二进制计数器 触发器同时翻转，速度快，无纹波 74LVC161：同步二进制加计数器 并行数据同步预置、异步清零、左移、右移、并行输入、并行输

6、出、串行输入 非二进制计数器 纹波计数器（各级延时） 各级输出构成分频器 74HC/HCT390：双异步二十进制计数器,6 .时序逻辑电路,4.典型时序逻辑集成电路 任意进制（N）计数器 采用M进制集成计数器实现 反馈清零法 反馈置数法 进制扩展（NM） 进位控制,学习要点： * 时序逻辑电路特点、分类 * 时序逻辑电路的描述方法和分析： *方程组 /*状态转换表、状态转换图/*时序图 /*分析功能 * 集成逻辑器件功能及应用 * 集成计数器（LS160/LS161）功能及应用 / * 集成寄存器 要求： * 时序逻辑电路特点、分类(计数器,寄存器) * 时序逻辑电路的分析与设计 （分析：写方

7、程组，列状态转换图,电路功能（N进制、环型、扭环型、移位）) （设计：列状态转换表，次态卡诺图，写状态方程，写驱动方程（D/JK），画触发器电路图） * 用集成计数器设计任意进制计数器（LD端、RD端，含多片） * 由功能表分析器件功能,返回,时序电路的分析,例题1: 分析如图所示电路的逻辑功能。 例题2: 三个D触发器构成时序电路如下图所示。要求：写出状态方程，状态转换图，说明该时序电路的逻辑功能。设初态Q1 Q2 Q3 =100 状态转换图：Q1 Q2 Q3,返回,第六章 例题1,例题1: 试分析如图所示电路的逻辑功能。 解:1.驱动方程和状态方程 2.波形图,返回,第六章 例题2,例题2

8、:三个D触发器构成时序电路如下图所示。要求：写出状态方程，状态转换图，说明该时序电路的逻辑功能。设初态Q1Q2Q3 =100 （若设初态Q1Q2Q3 =110） 解:1. 状态方程 状态转换图：,返回,第六章 时序逻辑电路-集成计数器（复习）,集成计数器功能 集成计数器74LS161_十六进制加法计数器 集成计数器74LS160_十进制加法计数器 集成计数器构成任意进制计数器 同步置数端（LD） 与 异步清零端（RD）,返回,集成计数器_分析与设计,分析:集成计数器74LS161(/74LS160)构成电路如图所示,分析电路的逻辑功能,写出电路的状态转换图.,返回,设计:用74LS161设计一个七进制计数器(分别用同步置数端LD端和异步清零端R端实现),第六章 时序逻辑电路-例题,例题： 2个D触发器构成时序电路如下图所示。要求