数字电子技术时序逻辑电路(PPT 57)
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数字电子技术基础第5章 时序逻辑电路
（5）根据状态转换表可以绘出状态转换图或时序图。 （6）据上述分析步骤，用文字描述时序电路的逻辑功能。
5.2 基于触发器的时序电路分析
5.2.2 同步时序电路的分析举例
1.摩尔型同步时序电路的分析
例5.2.1试分析图5.2.1所示时序电路的逻辑功能，并说明 电路性质（同步或异步、摩尔或米莱、能否自启动）。
5.3 基于触发器的时序电路设计
2.米莱型同步时序电路的设计
例5.3.5请按图5.3.9提供的原始状态转换图设计一个具有自启动 功能的米莱型同步时序电路。
解：（1）分析题目要求。图5.3.9例5.3.5原始状态转换图当输入 信号X=0 时，触发器状态从00、01到10，再返回00状态，此时F0=1输出 为高电平，被认为是进位输出。当输入信号X=1 时，触发器状态从00、 01、10到11，再返回00状态，此时F1=1输出为高电平，被认为是另一进 位输出。
第5章 时序逻辑电路
5.1 时序电路的基本概念 5.2 基于触发器的时序电路分析 5.3 基于触发器的时序电路设计 5.4 集成寄存器和移位寄存器 5.5 集成计数器
5.6基于MSI时序电路的分析和设计
5.1 时序电路的基本概念
5.1.1 时序电路的结构及逻辑方程
图5.1.1所示框图是时序电 路的基本结构，由组合电路和 存储电路两部分组成。图5.1.1 时序逻辑电路结构从图的整体 上看，组合电路部分的功能是 进行逻辑运算和算术运算，存 储电路部分是由触发器或锁存 器“组”构成，起到记忆运算 功能。
（4）观察图5.2.7，当X=1时,触发器输出状态按 照00 →01 →10 →10变化,每经过3个或3个以上时 钟脉冲的上升沿，电路就停在10状态，同时在输出F 产生1个高电平。当X=0时,不论电路处于什么状态， 时钟脉冲边沿作用后，返回到00状态，输出F=0。
5.2 基于触发器的时序电路分析
5.2.2 同步时序电路的分析举例
1.摩尔型同步时序电路的分析
例5.2.1试分析图5.2.1所示时序电路的逻辑功能，并说明 电路性质（同步或异步、摩尔或米莱、能否自启动）。
5.3 基于触发器的时序电路设计
2.米莱型同步时序电路的设计
例5.3.5请按图5.3.9提供的原始状态转换图设计一个具有自启动 功能的米莱型同步时序电路。
解：（1）分析题目要求。图5.3.9例5.3.5原始状态转换图当输入 信号X=0 时，触发器状态从00、01到10，再返回00状态，此时F0=1输出 为高电平，被认为是进位输出。当输入信号X=1 时，触发器状态从00、 01、10到11，再返回00状态，此时F1=1输出为高电平，被认为是另一进 位输出。
第5章 时序逻辑电路
5.1 时序电路的基本概念 5.2 基于触发器的时序电路分析 5.3 基于触发器的时序电路设计 5.4 集成寄存器和移位寄存器 5.5 集成计数器
5.6基于MSI时序电路的分析和设计
5.1 时序电路的基本概念
5.1.1 时序电路的结构及逻辑方程
图5.1.1所示框图是时序电 路的基本结构，由组合电路和 存储电路两部分组成。图5.1.1 时序逻辑电路结构从图的整体 上看，组合电路部分的功能是 进行逻辑运算和算术运算，存 储电路部分是由触发器或锁存 器“组”构成，起到记忆运算 功能。
（4）观察图5.2.7，当X=1时,触发器输出状态按 照00 →01 →10 →10变化,每经过3个或3个以上时 钟脉冲的上升沿，电路就停在10状态，同时在输出F 产生1个高电平。当X=0时,不论电路处于什么状态， 时钟脉冲边沿作用后，返回到00状态，输出F=0。
数字电子技术基础-第六章_时序逻辑电路(完整版)
T0 1
行修改，在0000 时减“1”后跳变 T1 Q0 Q0(Q3Q2Q1)
为1001，然后按
二进制减法计数
就行了。T2 Q1Q0 Q1Q0 (Q1Q2Q3 )
T3 Q2Q1Q0
50
能自启动
47
•时序图 5
分 频
10 分 频c
0
t
48
器件实例：74 160
CLK RD LD EP ET 工作状态 X 0 X X X 置 0（异步） 1 0 X X 预置数（同步） X 1 1 0 1 保持（包括C） X 1 1 X 0 保持（C=0） 1 1 1 1 计数
49
②减法计数器
基本原理：对二进 制减法计数器进
——74LS193
异步置数 异步清零
44
（采用T’触发器，即T=1）
CLKi
CLKU
i 1
Qj
j0
CLKD
i 1
Qj
j0
CLK0 CLKU CLKD
CLK 2 CLKU Q1Q0 CLK DQ1Q0
45
2. 同步十进制计数器 ①加法计数器
基本原理：在四位二进制 计数器基础上修改，当计 到1001时，则下一个CLK 电路状态回到0000。
EP ET 工作状态
X 0 X X X 置 0（异步）
1 0 X X 预置数（同步）
X 1 1 0 1 保持（包括C）
X 1 1 X 0 保持（C=0）
1 1 1 1 计数
39
同步二进制减法计数器 原理：根据二进制减法运算 规则可知：在多位二进制数 末位减1，若第i位以下皆为 0时，则第i位应翻转。
Y Q2Q3
数字电子技术基础 时序逻辑电路 时序逻辑电路的设计方法PPT学习教案
则可得出各触发器的驱动方程为
J3 Q2Q1Q0
J
2
Q1Q0
J1 Q0
J
0
Q3Q2
K3 Q2 K2 Q3Q1Q0 K1 Q0 K0 1
第6页/共34页
由驱动方程可画出十三进制计数器的逻辑电路，如图5.4.2所 示
CP
FF0
FF1
FF2
Q2 FF3
1J Q C1
Q0 1J
Q1 Q
C1
＆ 1J Q C1
10/00 01/00
AB/XY S2
00/00
注：由于实际中不可能同时投入一枚一元硬币和五角硬币，故 AB＝11的情况不出现，做约束项处理。
第13页/共34页
设S0、S1和S2分别用00、01和10表示，则取触发器的位数为M＝3
则电路的次态/输出的卡诺 图为
AB
Q1n Q0n
00
00
00/00
01 11 10
1
S2 0 0 1 0 0
2
S3 0 0 1 1 0
3
S4 0 1 0 0 0
4
S5 0 1 0 1 0
5
S6 0 1 1 0 0
6
S7 0 1 1 1 0
7
S8 1 0 0 0 0
8
S9 1 0 0 1 0
9
S10 1 0 1 0 0
10
S11 1 0 1 1 0
11
S12 1 1 0 0 1
12
11 × × × × 10 0 0 × 0
Q0n1
11 × × × × 10 0 1 × 1
Y
11 × × × × 10 0 0 × 1
Z
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J3 Q2Q1Q0
J
2
Q1Q0
J1 Q0
J
0
Q3Q2
K3 Q2 K2 Q3Q1Q0 K1 Q0 K0 1
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由驱动方程可画出十三进制计数器的逻辑电路，如图5.4.2所 示
CP
FF0
FF1
FF2
Q2 FF3
1J Q C1
Q0 1J
Q1 Q
C1
＆ 1J Q C1
10/00 01/00
AB/XY S2
00/00
注：由于实际中不可能同时投入一枚一元硬币和五角硬币，故 AB＝11的情况不出现，做约束项处理。
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设S0、S1和S2分别用00、01和10表示，则取触发器的位数为M＝3
则电路的次态/输出的卡诺 图为
AB
Q1n Q0n
00
00
00/00
01 11 10
1
S2 0 0 1 0 0
2
S3 0 0 1 1 0
3
S4 0 1 0 0 0
4
S5 0 1 0 1 0
5
S6 0 1 1 0 0
6
S7 0 1 1 1 0
7
S8 1 0 0 0 0
8
S9 1 0 0 1 0
9
S10 1 0 1 0 0
10
S11 1 0 1 1 0
11
S12 1 1 0 0 1
12
11 × × × × 10 0 0 × 0
Q0n1
11 × × × × 10 0 1 × 1
Y
11 × × × × 10 0 0 × 1
Z
第14页/共34页
数字电子技术基础时序逻辑电路共142页
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
数字电子技术基础时序逻辑 电路
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
数字电子技术 第5章 时序逻辑电路的分析
40
5.8异步计数器
1.异步计数器的概念：异步计数器中的 触发器不会同时改变状态，因为它们没 有共同的时钟脉冲
41
2. 三位异步二进制计数器
42
波形图
Q0:2分频 Q1:4分频 Q2:8分频
Q0 Q1’ Q2
43
3.四位异步十进制计数器
1 CP 2 3 4 5 6 7 8 9 10
起译码 作用
电路分析： Di输入的数据，在cp 上升沿作用下,逐位 向左移动，经过4个 脉冲，将把输入的第 1个数传送到输出D0。
电压波形
34
5.5.MSI移位寄存器
M=0 M=1
串行输出
74LS95右移 移位寄存器
并 行 输 出
(1)电路形式：电路接成串行移位右移，并行输入，并行输出。 (2)工作原理：当方式控制M=1时，允许数据以并行方式输入，在cp2作用下，并 行存入J-K FF，并以并行方式输出Data.Q0~Q3。当M=0时，并行输入被禁止， 允许串行输入到J-K FF，在cp1作用下逐位右移。
1
1
1
1
4位异步二进制计数器(74LS93)
电路特点： 74LS93是一个MSI.模2×8进制计数器。从电路形式上看，第1 个FF为2进制，第2~4个FF是8进制计数器。采用两个时钟脉冲 CPA，CPB，有2个复位输入端，为方便灵活使用。
46
74LS93应用
用74LS93构成模16计数器。 将QA(第一级FF输出)作为CPB 使用，成为模16计数器。
(4)将驱动方程分别代入J-K FF的特性方程：
001 000 (2)时序电路的输出为Q3Q2Q1
(3)各FF的驱动方程： J1=Q3 K1=1 J2=1 K2=1 J3=Q2Q1 K3=1
《数字电子技术》ppt课件
如出现tw1＞tw的情况时，可在触发信号源uI和 G1输入端之间接入一个RC微分电路。
5.2.2 集成单稳态触发器及其运用
用集成门电路构成的单稳态触发器虽然电路简 单，但输出脉冲宽度的稳定性较差，调理范围小， 而且触发方式单一。因此实践运用中常采用集成单 稳态触发器。
1. 输入脉冲触发方式
上升沿触发 下降沿触发
uO的下降沿比u单I的稳下电降路的沿延延时迟作了用tw的时间。
〔2〕. 脉冲定时 单稳态触发器可以产生一定宽度tw的矩形脉冲，
利用这个脉冲去控制某一电路，那么可使它在tw时 间内动作(或者不动作)。
脉冲定时
终了
5.3 多谐振荡器
放映
5.3.1 用门电路组成的多谐振荡器 5.4.3 石英晶体多谐振荡器
第5章 脉冲波形的产生与变换
终了 放映
5.1 施密特触发器
5.1.1 用门电路构成的施密特触发器
5.1.2 集成施密特触发器及其运用
复习
触发器有什么特点？ 请画出与非门实现的根本RS触发器的电路图。 请列出根本RS触发器的功能表。 什么叫现态？次态？ 根本RS触发器的触发方式？
第5章 脉冲波形的产生与变换
在暂稳态期间，VDD经R对C充电，使uI2上升。 当uI2上升到达G2的UTH时，电路会发生如下正反响 过程：
使电路迅速由暂稳态前往稳态，uO1=UOH、 uO= uO2=UOL。
从暂稳态自动前往稳态之后，电容C将经过电 阻R放电，使电容上的电压恢复到稳态时的初始值。
单稳态触发器任务波形
2. 主要参数
5.2 单稳态触发器
任务特点： 第一，它有稳态和暂稳态两个不同的任务形状； 第二，在外加脉冲作用下，触发器能从稳态翻转 到暂稳态； 第三，在暂稳态维持一段时间后，将自动前往稳 态，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数， 与外加触发信号无关。 例：楼道的路灯 。
5.2.2 集成单稳态触发器及其运用
用集成门电路构成的单稳态触发器虽然电路简 单，但输出脉冲宽度的稳定性较差，调理范围小， 而且触发方式单一。因此实践运用中常采用集成单 稳态触发器。
1. 输入脉冲触发方式
上升沿触发 下降沿触发
uO的下降沿比u单I的稳下电降路的沿延延时迟作了用tw的时间。
〔2〕. 脉冲定时 单稳态触发器可以产生一定宽度tw的矩形脉冲，
利用这个脉冲去控制某一电路，那么可使它在tw时 间内动作(或者不动作)。
脉冲定时
终了
5.3 多谐振荡器
放映
5.3.1 用门电路组成的多谐振荡器 5.4.3 石英晶体多谐振荡器
第5章 脉冲波形的产生与变换
终了 放映
5.1 施密特触发器
5.1.1 用门电路构成的施密特触发器
5.1.2 集成施密特触发器及其运用
复习
触发器有什么特点？ 请画出与非门实现的根本RS触发器的电路图。 请列出根本RS触发器的功能表。 什么叫现态？次态？ 根本RS触发器的触发方式？
第5章 脉冲波形的产生与变换
在暂稳态期间，VDD经R对C充电，使uI2上升。 当uI2上升到达G2的UTH时，电路会发生如下正反响 过程：
使电路迅速由暂稳态前往稳态，uO1=UOH、 uO= uO2=UOL。
从暂稳态自动前往稳态之后，电容C将经过电 阻R放电，使电容上的电压恢复到稳态时的初始值。
单稳态触发器任务波形
2. 主要参数
5.2 单稳态触发器
任务特点： 第一，它有稳态和暂稳态两个不同的任务形状； 第二，在外加脉冲作用下，触发器能从稳态翻转 到暂稳态； 第三，在暂稳态维持一段时间后，将自动前往稳 态，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数， 与外加触发信号无关。 例：楼道的路灯 。