《时序逻辑电路》PPT课件

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电路
}Y
5
CP
6.1.4 时序逻辑电路的描述方法
描述时序逻辑电路的逻辑功能的方法有： 驱动方程、时钟方程（异步）、输出方
程以及状态方程。
但仅从这一组方程式还不能获得电路逻辑 功能的完整印象，因此描述时序电路状 态全部过程的方法还有：
状态转换表，状态转换图和时序图。
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6
6.2 时序逻辑电路的分析
Q1 n1J1Q1 nK1Q1 n Q3 nQ1 n1Q1 n Q3 nQ1 n
Qn 21J2Qn 2K2Qn 2 Q1 nQn 2Q1 nQn 2
Q3 n1J3Q3 nK3Q3 n Q1 nQn 2Q3 n1Q3 n Q1 nQn 2Q3 n
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4. （a）状态计算，列出状态转换表
现态
次态
Q
n 3
9
（3）求状态方程（即各触发器的次态）
Q JQKQ Q 0 n 1 J0 Q 0 n K 0 Q 0 n (M Q 1 n )Q 0 n 或：n M1=0时 n
n
Q 1 n 1 J 0 J1 M Q 1 n Q1K n 1 Q K1 n0 (1 M Q 0 n )Q 1 nQ1n1 Q1nQ0n
• 组合逻辑电路特点 —— 无记忆：任何一个时刻的输出， 仅取决于当时的输入，而与电路以前的状态无关
• 时序逻辑电路特点 —— 有记忆：任何一个时刻的输出， 不仅与当时的输入有关，还与电路以前的状态有关
例如：拉线开关有记忆、而计算器的复位开关就没有记忆
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3
6.1.2 时序逻辑电路的分类
根据电路中触发器动作特点的不同分为：同步时 序逻辑电路和异步时序逻辑电路。
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5. 画状态转换图
表
删表
Q3Q2Q1
111
101 110
FF3 J3 C K3 Q3
解： 1. 各触发器在（CP信号)下降沿触发 2. 各触发器的驱动方程
RD CP
J1
Q
n 3
K1 1
J2
Q
n 1
K
2
Q
n 1
h
J3
Q
n 1
Q
n 2
K3 1
13
FF1 J1 Q1 C K1
FF2 J2 Q2 C K2
FF3 J3 C K3 Q3
RD
CP
3. 写出状态方程（把各触发器的驱动方程，代入JK触发 器的特性方程：Qn1JQnKQn 得到的各触发器的次态 Qn+1的表达式）
FF1 J1 Q1 C K1
FF2 J2 Q2 C K2
FF3 J3 C K3 Q3
RD CP
分析:各触发器接受同一时钟脉冲，所以是一个同步时序逻辑电 路。触发器时钟脉冲处有一小圆圈，故是下降沿触发；由于没 有外部输入信号，所以属于莫尔型的时序逻辑电路
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FF1 J1 Q1 C K1
FF2 J2 Q2 C K2
Q
n 2
Q
n 1
Q n 1 3
Q
n 2
1
Q
n 1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
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1
1
0
1
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0
0
0
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0来自百度文库
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4. （b）将状态转换表转化成另一种形式
CP
Q
n 3
Q
n 2
Q
n 1
0
0
0
0
1
0
0
1
2
0
1
0
3
0
1
1
4
1
0
0
5
0
0
0
从上表很容易看出，每经过5个时钟之后，电路状态循环变 化一次，所以这个具有对时钟信号计算的功能，显然，这是 一个五进制加法计数器。
• 时序逻辑电路分析的基本任务：根据已知的 逻辑电路图，通过分析，找出电路状态Q的 变化规律及外部输出Z的变化规律.
• 时序逻辑电路有同步和异步之分，所以时序 逻辑电路的分析分为：同步电路的分析和异 步电路的分析.
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分析时序逻辑电路的一般步骤
• 根据逻辑图，写出驱动方程 • 写出状态方程 • 根据逻辑图，写出输出方程 • 进行状态的计算，把电路的输入和现态 的各种取值组合代入状态方程和输出方程 中计算，求出相应的次态和输出 • 将状态计算的结果填入状态转换表中， 分析电路的状态转化规律和外部输出的变 化规律 • 画出状态转化图 • 画出时序图，从中分h 析电路的逻辑功能 8
根据信号输出特点的不同分为：摩尔型(输出信 号的状态仅仅取决于存储电路的状态）和弥勒型 （输出信号的状态不仅取决于存储电路的状态， 还取决于输入变量）。
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6.1.3 时序逻辑电路的构成
• 时序逻辑电路的构成（见课本152页图6.1），其中
– X(X1、X2、…Xi)表示外部输入
– Q(Q1、Q2、…Qi)表示触发器的状态
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01
00
11
1 11 0 0
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（5）给定时序逻辑电路的逻辑功能
M=0时
自启动
11
00
01
10
无效状态
有效循环
M=0 3进制加法计数器，能自启动
M=1时
10
01
00
有效循环
M=1 3进制减法计数器，能自启动
无效状态 11
自启动
该电路是一个能自启动的可逆3进制计数器
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【课本例6.1】 分析下图所示同步时序逻辑 电路的逻辑功能。设初态Q3Q2Q1＝000
– Y(Y1、Y2、…Yi)表示存储电路的输入
– Z(Z1、Z2、…Zi)表示组合逻辑电路的输出信号 （时序逻辑电路的外部输出）
• X、Q、Y、Z之间的关系
X｛
组合 逻辑
}Z
– Z=F1(X，Qn）——输出方程
电路
– Y=F2(X，Qn）——驱动方程
｛ – Qn+1=F3(Y，Qn）——状态方Q程
存储
6.2.1 同步时序逻辑电路实例分析
例6-00(补）：试分析下图所示时序逻辑电路
Q1
QJ
F1 C1
QK
=1
1
Q0
QJ
F0 C1
QK
=1
1
M CP
解：该电路为同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写
{ （1）写出驱动方程： J0 MQ1n K0 1
{J1 MQ0n K1 1
（2）写输出方程：本例除Q1、Q0外没有h 其他输出，无输出方程
Qn1 0
Q1nQ0n
J1 MQ0n K1 1
M=1时
（4）状态转换表及状态图
Qn1 1
Q1nQ0n
Qn1 0
Q1nQ0n
MQ
n 1
Q
n 0
0 00
Q Q
n 1
1
n 1 0
01
M=0时
Q1Q0
0 01 0 10
10 00
11
00
01
10
0 11 0 0
1 1 0 0 1 M=1时
1 01 1 00
00 10
第六章 时序逻辑电路
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本章内容简介
本章介绍构成数字电路的另一种电 路——时序逻辑电路。具体的内容涉及： 时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上 的特点，然后系统地介绍时序逻辑电路 的分析方法和设计方法，最后介绍寄存 器、计数器等一些常用的时序逻辑电路 的工作原理和使用方法。
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6.1 概述
6.1.1 时序逻辑电路的特点