时序逻辑电路习题课(与“状态”有关文档共37张)

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本章节主要内容,6.1 时序逻辑电路概述,6.2 时序逻辑电路分析,时序逻辑电路分析步骤,寄存器、移位寄存器,同步计时器,异步计数器,6.3 时序逻辑电路设计,时序逻辑电路设计,步骤,总目录,总目录,第1页，共37页。,6.1 时序逻辑电路概述,数字电

2、路按逻辑功能的不同特点，分为两大类，一类称为组合逻辑电路，简称组合电路。在第4章已经介绍。另一类称为时序逻辑电路，简称时序电路。,时序逻辑电路,任一时刻的输出信号不但取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来所处的状态。,第2页，共37页。,例如：拉线开关有记忆、而计算机的复位开关就没有记忆,若时序电路中所有触发器在同一时钟作用下使能,叫做,同步时序电路,否则就是,异步时序电路。,组合逻辑电路（第三章内容）,无记忆,时序逻辑电路,有记忆,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,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,第3页，共37页。,分析时

3、序逻辑电路的一般步骤：,6.1 时序逻辑电路的分析方法,1由逻辑图写出下列方程,特征方程,输出方程,驱动方程,2将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求状态方程,3根据状态方程和输出方程，设定初态,计算状态转换表，画出状态转换图、时序图,（在异步电路中应注意使能条件）,4根据状态转换表或状态转换图，说明给定时序逻辑电路的逻辑功能,状态方程,第4页，共37页。,（1）利用异步置0法获得M进制计数器(对于有异步置零端的器件）,（1）利用异步置0法获得M进制计数器(对于有异步置零端的器件）,都是五进制，使用的有效状态不同,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,2将驱动方程代入

4、相应触发器的特性方程，求状态方程,用S0，S1，S2，SN表示输入0，1，2，N个计数脉冲CP时计数器的状态。,4根据状态转换表或状态转换图，说明给定时序逻辑电路的逻辑功能,把驱动方程代入相应触发器的特性方程，可求出每个触发器的次态方程。,3、写出输出方程为：Y=Q2Q3,画出状态转换图或时序图。,十进制计数器74160,依次假设初态，代入电路的状态方程，输出方程，求出次态。,J1=Q2Q3，K1=1,3、状态分配：确定触发器的数目n，取2n-1M),第25页，共37页。,第26页，共37页。,6.3 时序逻辑电路设计,设计原则,据给出的具体逻辑问题，设计时序电路图来完成这一逻辑功能。要求电路

5、最简。最简标准：触发器和门电路数目最少，其输入端最少。,第27页，共37页。,设计步骤,1、逻辑抽象，得出状态转换图（表）,分析因果关系，确定输入变量，输出变量,确定电路的状态数,定义逻辑状态含意，将电路状态之间的转换关系找出来,2、状态化简,：,在状态转换图中有两个以上状态，它们输入相同，输出相同。转换到的次态也相同，则可称它们为等价状态。多个等价状态可合并为一个状态。状态化简的目标是建立最小的状态转换图。,第28页，共37页。,设计步骤,3、状态分配：确定触发器的数目n，取2n-1N,2n，N为状态转换图中的有效状态，给电路的每个状态分配一个二进制代码，又称状态编码，编码方案以组合电路是否

6、最简为标准。,4、选定触发器类型，求出输出方程，状态方程（次态方程）和驱动方程。,5、根据求出的输出方程和驱动方程画出逻辑电路图。,6、检查设计的逻辑电路是否具有自启动能力。若不能自启动应采取措施解决。,第29页，共37页。,例 设计一个带进位输出端的十三进制计数器,解：分析：计数器无输入逻辑信号，只有进位输出信号，属于摩尔型电路。C进位信号，C1为有进位输出，C0为无进位输出十三进制计数器应有13个状态：,S,2,S,3,S,1,S,4,S,5,S,6,S,7,S,9,S,0,S,8,S,11,S,1,0,S,12,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/1

7、,第30页，共37页。,由于2,3,N2,4,所以取n=4,用4个触发器，取0000 1100为 S,0,S,12,的编码,Q,3,Q,2,Q,1,Q,0,S,0,0,0,0,0,0,0,S,1,0,0,0,1,0,1,S,2,0,0,1,0,0,2,S,3,0,0,1,1,0,3,S,4,0,1,0,0,0,4,S,5,0,1,0,1,0,5,S,6,0,1,1,0,0,6,S,7,0,1,1,1,0,7,S,8,1,0,0,0,0,8,S,9,1,0,0,1,0,9,S,10,1,0,1,0,0,10,S,11,1,0,1,1,0,11,S,12,1,1,0,0,1,12,状态顺序,状态编

8、码,进位输出C,等效十进制数,第31页，共37页。,画出表示次态逻辑函数和进位输出函数的卡诺图:,Q,1,Q,0,Q,3,Q,2,0001/0,0010/0,0100/0,0011/0,0101/0,0110/0,1000/0,0111/0,0000/1,XXXX/X,XXXX/X,XXXX/X,1001/0,1010/0,1100/0,1011/0,00,01,11,10,00,01,10,11,第32页，共37页。,Q,1,Q,0,Q,3,Q,2,0001/0,0010/0,0100/0,0011/0,0101/0,0110/0,1000/0,0111/0,0000/1,XXXX/X,XX

9、XX/X,XXXX/X,1001/0,1010/0,1100/0,1011/0,00,01,11,10,00,01,10,11,第33页，共37页。,Q,1,Q,0,Q,3,Q,2,0001/0,0010/0,0100/0,0011/0,0101/0,0110/0,1000/0,0111/0,0000/1,XXXX/X,XXXX/X,XXXX/X,1001/0,1010/0,1100/0,1011/0,00,01,11,10,00,01,10,11,第34页，共37页。,Q,1,Q,0,Q,3,Q,2,0001/0,0010/0,0100/0,0011/0,0101/0,0110/0,1000

10、/0,0111/0,0000/1,XXXX/X,XXXX/X,XXXX/X,1001/0,1010/0,1100/0,1011/0,00,01,11,10,00,01,10,11,第35页，共37页。,Q,1,Q,0,Q,3,Q,2,0001/0,0010/0,0100/0,0011/0,0101/0,0110/0,1000/0,0111/0,0000/1,XXXX/X,XXXX/X,XXXX/X,1001/0,1010/0,1100/0,1011/0,00,01,11,10,00,01,10,11,第36页，共37页。,Q,1,Q,0,Q,3,Q,2,0001/0,0010/0,0100/0,0011/0,0101/0,0110/0,1000/0,0111/0,0000/1,XXXX/X,XXXX/X,XXXX/X,1001/0,1010/0,1100/0,1011/0,00,01,11,10,00,01,10,11,第37页，共37页。,