时序逻辑电路的概念和特点
时序逻辑电路
8.1
8.1.1 触发器综述
触发器
在数字系统中，不但要对数字信号进行算术运算和逻辑运算， 而且经常需要对二值信息进行保存，需要有逻辑记忆功能的逻辑电 路。我们把能够存储1位二值信息的基本单元电路称为触发器。 触发器有两个特点：一是具有两个稳定状态，分别用逻辑0和逻辑1 表示；二是在输入信号作用下，可从一种状态翻转到另一种状态， 在输入信号取消后，能保持状态不变。
8.3 计数器
8.3 计数器
例8.3.2 试分析图8.3.12所示逻辑图，说明它是个具有什么功能 的电路。
8.3 计数器
【解】 (1)写出各触发器驱动方程和时钟方程。
各触发器的翻转时刻，F1和F3是每来一个CP触发器状 态翻转一次，而F2一定是在Q1输出由1变为0，即有下降沿 时，Q2状态发生翻转。
2）假设逻辑电路初始状态Q3Q2Q1=000，列出状态转 换表如表8.3.10所示。
8.3 计数器
8.4
定时器
8.4.1 555定时器的结构与工作原理
8.4
定时器
1 阻值相等的三个电阻构成分压器
555定时器由三个5 kΩ电阻R串联构成分压器，对 电源UCC实现分压（因为比较器的输入电阻近似为无穷 大，所以比较器的两个输入端都不取用电流）。
8.3 计数器
8.3 计数器
2
同步二进制加法计数器
同步二进制加法计数器的逻辑电路如图8.3.2所示。图中JK触
发器的J端和K端有多个输入，它们之间分别具有与门的逻辑功能
，所以无须再外加逻辑与门。
8.3 计数器
8.3.3 十进制计数器
1
异步十进制加法计数器
8.3 计数器
8.3 计数器
2
同步十进制加法计数器
第四章 数字逻辑基础(1)
锁存器和触发器工作波形示意图:
Set Reset R Q Set Reset Clock S C R Q Q S Q
Байду номын сангаас
Q
Q
4.3 锁存器 4.3.1 RS锁存器 (1) 电路结构及逻辑符号
SD
≥1
Q
≥1
S R
Q
或
S R
Q
RD
Q
Q
Q
SD :置位端(置1端); RD :复位端(置0端); 定义: Q=0,Q=1 为0状态; Q=1,Q=0 为1状态.
RD 0 0 0 1 0 1 0
1 0 0 0 × 1 1 0 1 1 0 × 0 0
4.3.2 门控RS锁存器 在RS锁存器的基础上, 加控制信号,使锁存器状态转换的时 间,受控制信号的控制.
R C
&
≥1 &
RD ≥1
Q
1S C1 Q
Q
1R
Q
S
SD
RD=R· C
SD=S· C
当C=1时:门控RS锁存器功能和RS锁存器完全相同; 当C=0时:RD=SD=0,锁存器状态保持不变.
(3) RS锁存器的功能描述 ① 特性表
② 特性方程
Qn+1=SD+RDQn SDRD=0
③ 状态图
SD=0 RD=×
0
SD=1 RD=0
1
SD=0 RD=1
SD=× RD=0
RS锁存器工作波形图（初态假设为0）
SD 0 Q Q
1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 SD RD 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 Qn Qn+1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 × 1 ×
时序逻辑电路
时序逻辑电路时序逻辑电路是一种在电子数字电路领域中应用广泛的重要概念，它主要用于解决电路中的时序问题，如时钟同步问题、时序逻辑分析等。
本文将详细介绍时序逻辑电路的基础概念、工作原理以及应用。
一、时序逻辑电路的基础概念1、时序逻辑和组合逻辑的区别组合逻辑电路是一类基于组合逻辑门的电路，其输出仅取决于输入信号的当前状态，不受先前的输入状态所影响。
而时序逻辑电路的输出则受到先前输入信号状态的影响。
2、时序逻辑电路的组成时序逻辑电路通常由时钟、触发器、寄存器等组成。
时钟信号被用于同步电路中的各个部分，触发器将输入信号存储在内部状态中，并在时钟信号的作用下用来更新输出状态。
寄存器则是一种特殊类型的触发器，它能够存储多个位的数据。
3、时序逻辑电路的分类根据时序逻辑电路的时序模型，可将其分为同步和异步电路。
同步电路按照时钟信号的周期性工作，这意味着电路通过提供时钟信号来同步所有操作，而操作仅在时钟上升沿或下降沿时才能发生。
异步电路不同，它不依赖时钟信号或时钟信号的上升和下降沿，所以在一次操作完成之前，下一次操作可能已经开始了。
二、时序逻辑电路的工作原理时序逻辑电路的主要工作原理基于触发器的行为和时钟电路的同步机制。
在时序逻辑电路中使用了一些触发器来存储电路状态，待时钟信号到达时更新输出。
时钟信号提供了同步的机制，确保电路中所有部分在时钟信号到达时同时工作。
触发器的基本工作原理是将输入信号存储到内部状态中，并在时钟信号的作用下，用来更新输出状态。
时钟信号的边沿触发触发器，即在上升沿或下降沿时触发触发器状态的更新。
这意味着在更新之前，电路的状态保持不变。
三、时序逻辑电路的应用1、时序电路在计算机系统中的应用时序逻辑电路在计算机系统中有着广泛的应用。
例如，计算机中的时钟信号可用来同步处理器、主存储器和其他外设间的工作。
此外，电路中的寄存器和触发器也被用于存储和更新信息，这些信息可以是计算机程序中的指令、运算结果或其他数据。
数字电路 第七章 时序逻辑电路
/0 001
/0
010 /0
101
100 /1 /0
011
结论:该电路是一个同步五进制( ⑥ 结论:该电路是一个同步五进制(模5)的加 法计数器,能够自动启动, 为进位端. 法计数器,能够自动启动,C为进位端.
§7.3 计数器
7.3.1 计数器的功能和分类
1. 计数器的作用
记忆输入脉冲的个数;用于定时,分频, 记忆输入脉冲的个数;用于定时,分频,产 生节拍脉冲及进行数字运算等等. 生节拍脉冲及进行数字运算等等.
1 0 1 0 1 0 1 0
3. 还可以用波形图显示状态转换表. 还可以用波形图显示状态转换表.
CP Q0 Q1 Q2
思考题: 思考题:试设计一个四位二进制同步加法计数 器电路,并检验其正确性. 器电路,并检验其正确性.
7.3.4 任意进制计数器的分析
例:
Q2 J2 Q2 K2 Q1 J1 Q1 K1 Q0 J0 Q0 K0
第七章 时序逻辑电路
§7.1 概述 §7.2 时序逻辑电路的分析方法 §7.3 计数器 §7.4 寄存器和移位寄存器 §7.5 计数器的应用举例
§7.1Байду номын сангаас概述
在数字电路中, 在数字电路中,凡是任一时刻的稳定 输出不仅决定于该时刻的输入,而且还和 输出不仅决定于该时刻的输入,而且还和 电路原来的状态有关者 电路原来的状态有关者,都叫做时序逻辑 电路,简称时序电路 时序电路. 电路,简称时序电路. 时序电路的特点:具有记忆功能. 时序电路的特点:具有记忆功能.
下面将重点 讨论蓝颜色 电路—移位 电路 移位 寄存器的工 寄存器的工 作原理. 作原理. D0 = 0 D1 = Q0 D2 = Q1 D3 = Q2
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 第5章
锁存器电路图
(1)
E CP 1D 1
(11) 1
C1
(3)
1D Q
C1
EN
(2) 1Q
1
EN
(4) 2D
1D C1 Q
(5) 2 Q
1
EN
(6)
D
3Q
1
＆ ≥1 Q
(7) 3D
19) 4 Q
1D C1
Q
1
＆ ≥1
(12)
Q
5Q
EN
5D
(13)
1D C1 Q
1
CP
图5-13 一位D锁存器逻辑图
EN
(15)
6D
(14)
6Q
1D C1
Q
1
EN
(16)
7D
(17)
1D C1
Q
1
7Q
EN
8D
(18)
(19)
1D
Q
1
8Q
（3）移位寄存器
移位寄存器不仅可以存储代码，还可以将代码移位。 ⑴四位右移移位寄存器的原理：
并行输出
Q0 DI FF0 1D Q C1 CP FF1 1D Q1 FF2 1D Q C1 Q2 FF3 1D C1 Q Q3 DO
表5-4 74194的工作状态表
Rd
0 1 1 1 1
S1 S0 × 0 0 1 1 × 0 1 0 1
工作状态 清零 保持 右移 左移 送数
CP A
＆ ＆ ＆ ＆ ＆ ＆ ＆
1
并行输出
FA QA Q 1 FB QB Q 1 1S C1 1R R FC Q C Q 1 FD QD Q 1S C1 1R R
74161的逻辑符号
时序逻辑电路
14.1 时序逻辑电路概述
14.1.1 时序逻辑电路的概念
14.1.1 时序逻辑电路的概念
1．数字集成电路分类 组合逻辑电路 电路的输出状态只由同一时刻的电路输入状 态决定，与电路的原状态无关。
时序逻辑电路 电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态 有关，也与电路原状态有关。
第 14 章 时序逻辑电路
本章学习目标 14.1 时序逻辑电路概述 14.2 寄存器 14.3 计数器 14.4 计数译码显示电路 本章小结
本章学习目标
1. 理解时序逻辑电路的概念及分类。
2. 掌握寄存器的功能、电路组成及工作原理。清楚环 形脉冲分配器的电路构成和工作原理。
3. 理解计数器的功能，了解二进制加法计数器、十进 制计数器电路组成及工作原理。
循环
14.3 计数器
14.3.1 二进制计数器 14.3.2 十进制计数器
在数字系统中，对脉冲的个数进行计数是常见的问题，用 计数器便可解决。
计数器：具有计数功能的电路。
14.3.1 二进制计数器
二进制计数器是各种类型计数器的基础。
一、二进制加法计数器
1．异步二进制加法计数器 电路如图所示。低位触发器 的 Q 端接至高位触发器 CP 端。
若按功能表最下面 4 行任一行取值时，则进入计数工作状 态。
4. 电源电压 4.5 ~ 5.5 V，通常VCC = 5 V 。
14.4 计数译码显示电路
14.4.1 七段数码显示器 14.4.2 分段显示译码电路 14.4.3 计数译码显示电路的组合
14.4.1 七段数码显示器
1. 作用：把计数器的输出状态，翻译成人们习惯的十进制 数码的字形，直观的显示出来。
简述时序逻辑电路的特点
简述时序逻辑电路的特点
时序逻辑电路是一种数字电路，它的输出取决于输入信号的顺序和时间。
与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路具有存储元件，如触发器或锁存器，用于存储信息。
时序逻辑电路的特点如下：
1. 存储能力：时序逻辑电路具有存储元件，可以存储之前的输入信号状态，这使得它能够处理有序和时间相关的问题。
存储元件通常是触发器或锁存器，它们能够在时钟信号的控制下改变其输出。
2. 时钟信号：时序逻辑电路具有时钟信号作为其控制信号。
时钟信号确定了电路的工作速度和时序。
通常，电路在上升沿或下降沿触发，以确保信号在稳定的时钟周期内传递。
3. 状态转换：时序逻辑电路可以根据输入信号的变化和时钟信号的作用进行状态转换。
例如，在触发器的控制下，电路可以在时钟信号的上升沿或下降沿从一个状态转换到另一个状态。
这种状态转换可以用于计数器、寄存器和序列器等应用。
4. 时序分析：由于时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入信号，还取决于之前的输入信号状态，因此分析和设计时序逻辑电路需要考
虑时序相关性。
时序分析涉及确定电路的最长传播延迟、时序要求和时钟频率等参数。
5. 同步和异步操作：时序逻辑电路可以进行同步和异步操作。
同步
操作是在时钟信号的控制下进行的，而异步操作是独立于时钟信号的。
同步操作通常用于处理时序相关的问题，而异步操作用于处理独立的时间事件。
时序逻辑电路广泛应用于数字系统中，如计算机、通信系统和控制系统等。
它们能够处理有序和时间相关的问题，提供灵活和可靠的功能。
时序逻辑电路的设计和分析需要考虑时序的特性和要求，以确保电路的正确性和性能。
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时序逻辑电路的概念和特点
时序逻辑电路是一种电子电路设计中常见的逻辑电路类型。
它使用时钟信号进行同步
操作，以实现在特定的时间序列中准确控制和处理数据的功能。
时序逻辑电路的特点如
下：
1. 时序性：时序逻辑电路根据时钟信号的变化来控制和调节其输出。
这意味着在特
定的时间周期内，电路将按照定义的顺序和规则处理输入数据，并在时钟边沿时产生输出
结果。
时序性保证了电路的按序执行。
2. 同步性：时序逻辑电路通过时钟信号将多个逻辑门或触发器组织在一起。
所有逻
辑元件都在时钟信号的控制下进行操作，保证了电路各部分之间的同步性。
这些逻辑元件
在时钟的边沿处的状态更新，从而保证了电路内数据的一致性。
3. 存储能力：时序逻辑电路通常包含触发器等存储元件，用于在时钟信号边沿时存
储数据。
触发器可以存储先前的输入数据状态，并在时钟信号边沿时将其作为输出。
这种
存储能力使得时序逻辑电路能够处理和记忆过去的数据状态。
4. 时序操作：时序逻辑电路的设计和功能主要依赖于时钟信号的控制逻辑和时钟边
沿的响应。
通过适当的时钟信号设计和编程，时序逻辑电路能够实现特定的功能和计算操作，如计数、同步通信和定时控制等。
5. 稳定性：时序逻辑电路通过时钟信号的控制使得其内部状态在特定时刻更新并保
持稳定。
通过合理的设计和时钟信号的同步，电路在不同工作状态下都能保持稳定的输出
结果，而不受输入信号变化的影响。
时序逻辑电路是数字电路设计中的重要部分，广泛应用于计算机、通信系统、控制系
统和各种数字设备中。
其主要通过时钟信号的同步操作，实现复杂的数据处理和控制操作，确保电路的正确性和稳定性。