桂电-电子信息工程专业-数字电子技术第6章讲义.ppt

第6章 时序逻辑电路 ;复习;　 定义：时序逻辑电路在任何时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而且还取决于电路的原来状态。 　 电路构成： 存储电路（主要是触发器，必不可少） 组合逻辑电路（可选）。 时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。;　　按各触发器接受时钟信号的不同分类： 　　同步时序电路：各触发器状态的变化都在同一时钟信号作用下同时发生。 异步时序电路：各触发器状态的变化不是同步发生的，可能有一部分电路有公共的时钟信号，也可能完全没有公共的时钟信号。 ; 6.2 时序电路的分析方法 分析时序电路的目的是确定已知电路的逻辑功能和工作特点。具体步骤如下：  (1) 写相关方程式。 根据给定的逻辑电路图写出电路中各个触发器的时钟方程、驱动方程和输出方程。 ① 时钟方程：时??电路中各个触发器CP脉冲的逻辑关系。 ② 驱动方程：时序电路中各个触发器的输入信号之间的逻辑关系。  ③ 输出方程：时序电路的输出Z=f（A， Q），若无输出时此方程可省略。 ; (2) 求各个触发器的状态方程。 将时钟方程和驱动方程代入相应触发器的特征方程式中，求出触发器的状态方程。  (3) 求出对应状态值。 ① 列状态表：将电路输入信号和触发器现态的所有取值组合代入相应的状态方程，求得相应触发器的次态，列表得出。  ② 画状态图（反映时序电路状态转换规律及相应输入、输出信号取值情况的几何图形）。  ③ 画时序图（反映输入、 输出信号及各触发器状态的取值在时间上对应关系的波形图）。  (4) 归纳上述分析结果， 确定时序电路的功能。 ;6.2.1 同步时序逻辑电路的分析举例 例 1 分析如图5.1 所示的时序电路的逻辑功能。 解: (1) 写相关方程式。 ① 时钟方程 CP0=CP1=CP↓ ② 驱动方程 J0=1 K0=1 J1= K1=; ③ 输出方程 Z=Q1Q0 (2) 求各个触发器的状态方程。 J K触发器特性方程为  Qn+1= 将对应驱动方程分别代入特性方程， 进行 化简变换可得状态方程：; (3) 求出对应状态值。 ① 列状态表： 列出电路输入信号和触发器原态的所有取值组合，代入相应的状态方程， 求得相应的触发器次态及输出，列表得到状态表5.1所示。  ② 画状态图如图5.2（a）所示，画时序图如图5.2（b）所示。 ; 图6.2 时序电路对应图形 (a) 状态图； (b) 时序图; CP; 从图6.2（a）所示状态图可知：随着CP脉冲的递增, 不论从电路输出的哪一个状态开始，触发器输出Q1Q0的变化都会进入同一个循环过程， 而且此循环过程中包括四个状态，并且状态之间是递增变化的。  当 Q1Q0= 11时，输出Z = 1；当Q1Q0取其他值时，输出Z =0; 在Q1Q0变化一个循环过程中，Z = 1只出现一次，故Z为进位输出信号。  综上所述，此电路是带进位输出的同步四进制加法计数器电路。 ;6.2.2 异步二进制加法计数器 ;图6-3 3位异步二进制加法计数器 ;③ 计数器的状态转换表 ;④ 时序图 ;⑤ 状态转换图 ;⑥ 结论;　　异步二进制计数器的构成方法可以归纳为：;　　异步二进制计数器的优点：电路较为简单。 ;1. 寄存器通常分为两大类： ;3.　寄存器应用举例： ; 数码寄存器具有接收、存放、输出和清除数码的功能。 在接收指令（在计算机中称为写指令）控制下，将数据送入寄存器存放；需要时可在输出指令（读出指令）控制下，将数据由寄存器输出。 ;（2）工作原理;2．由D型锁存器构成的数码寄存器 （1）锁存器的工作原理 ;（2）集成数码锁存器74LS373 ;表6-3 8D型锁存器74LS373功能表 ;6.3.2　移位寄存器 ; 图6-9 4位右移位寄存器 ;② 工作过程（仿真运行图5-9电路。 ）;④ 时序图 ;图6-11 4位左移位寄存器 ;② 工作过程（仿真运行图5-11电路。 ）;④ 时序图。 ;2．集成双向移位寄存器;表6-6 74LS194功能表 ; 工作方式