第五章_时序逻辑电路.pdf

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1、1 University of Science and Technology of China 第五章第五章第五章第五章 时序逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路 （Sequential Logic CircuitSequential Logic CircuitSequential Logic CircuitSequential Logic Circuit） 第五版第五版259259259259页第六章页第六章 2 University of Science and Technology of China 内容提要：内容提要：内容提要：内容提要： 1时序电路在逻辑功能和电路结构上 的特

2、点。 2时序电路的分析方法及寄存器、计 数器等常用时序电路的工作原理和 使用方法。 3时序电路的设计方法及时序电路中 的竞争冒险现象。 3 University of Science and Technology of China 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 1 1 1 1时序逻辑电路及其功能特点时序逻辑电路及其功能特点 任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入 信号，而且还取决于电路原来的状态。具备这信号，而且还取决于电路原来的状态。具备这 种逻辑功能特点的电路叫做时序逻辑电路，简种逻辑功能特点的电路叫做时序逻辑电路，简 称时序电路。

3、称时序电路。 时序电路的功能特点：时序电路的功能特点：电路在任意时刻的电路在任意时刻的 输出取决于该时刻的输入和电路的历史状态。输出取决于该时刻的输入和电路的历史状态。 4 University of Science and Technology of China 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 2 2 2 2时序电路在电路结构上的特点时序电路在电路结构上的特点 由图由图6.1.16.1.16.1.16.1.1所示串行加法器电路可知：所示串行加法器电路可知： （1 1 1 1）通常包含组合电路和存储电路两部分，）通常包含组合电路和存储电路两部分， 且存储电路是必不可少的。且存

4、储电路是必不可少的。 （2 2 2 2）存储电路的输出状态必须反馈到组合电）存储电路的输出状态必须反馈到组合电 路的输入端，与输入信号一起，共同决路的输入端，与输入信号一起，共同决 定组合电路的输出。定组合电路的输出。 5 University of Science and Technology of China 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 图图图图6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 6.1.1 串行加法器电路串行加法器电路串行加法器电路串行加法器电路 6 University of Science and Technolo

5、gy of China 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 3 3 3 3时序电路的普遍形式（如图时序电路的普遍形式（如图6.1.26.1.26.1.26.1.2所示）所示） 图中：图中： 输入信号：输入信号： X X X X（x x x x1 1 1 1, , , ,x x x xi i i i） 输出信号：输出信号： Y Y Y Y（y y y y1 1 1 1, , , ,y y y yj j j j） 存储电路输入：存储电路输入：Z Z Z Z（z z z z1 1 1 1, , , ,z z z zk k k k） 存储电路输出：存储电路输出：Q Q Q Q（q q q

6、 q1 1 1 1, , , ,q q q qL L L L） 上述四种信号之间的逻辑关系可以用三上述四种信号之间的逻辑关系可以用三 个方程组来描述，如个方程组来描述，如P P P P260260260260的式（的式（6.1.16.1.16.1.16.1.1）、）、 （6.1.26.1.26.1.26.1.2）和（）和（6.1.36.1.36.1.36.1.3）所示。）所示。 7 University of Science and Technology of China 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 图图图图6.1.2 6.1.2 6.1.2 6.1.2 6.1.2 6.

7、1.2 6.1.2 6.1.2 时序逻辑电路的结构框图时序逻辑电路的结构框图时序逻辑电路的结构框图时序逻辑电路的结构框图 8 University of Science and Technology of China 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 式（式（6.1.16.1.16.1.16.1.1） 输出方程输出方程 式（式（6.1.26.1.26.1.26.1.2） 驱动方程（驱动方程（又称激励方程 又称激励方程） 式（式（6.1.36.1.36.1.36.1.3） 状态方程状态方程。 。 这三个方程的向量形式为：这三个方程的向量形式为： Y Y Y Y= = = =F F

8、 F F( ( ( (X X X X, , , , Q Q Q Q) ) ) ) 输出方程输出方程 Z Z Z Z= = = =G G G G( ( ( (X X X X, , , , Q Q Q Q) ) ) ) 驱动方程驱动方程 Q Q Q Qn+1 n+1n+1n+1= = = =H H H H( ( ( (Z Z Z Z, , , , Q Q Q Qn n n n) ) ) ) 状态方程状态方程 9 University of Science and Technology of China 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 4 4 4 4时序电路的分类：时序电路的分类：

9、 可分为两大类：可分为两大类： （1 1 1 1）同步时序电路：同步时序电路：所有触发器状态的变化所有触发器状态的变化 都是在同一都是在同一CPCPCPCP操作下同时发生的。操作下同时发生的。 （2 2 2 2）异步时序电路：异步时序电路：触发器状态的变化不是触发器状态的变化不是 同时发生的，即与时钟信号同时发生的，即与时钟信号CPCPCPCP不同步。不同步。 10 University of Science and Technology of China 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 根据输出信号的特点又可以分为：根据输出信号的特点又可以分为： （1 1 1 1）Meal

10、yMealyMealyMealy型：型：输出不仅取决于存储电路的状输出不仅取决于存储电路的状 态，而且还取决于输入变量。态，而且还取决于输入变量。 （2 2 2 2）MooreMooreMooreMoore型：型：输出信号仅仅取决于存储电路输出信号仅仅取决于存储电路 的状态，电路中无输入变量。的状态，电路中无输入变量。MooreMooreMooreMoore型是型是 MealyMealyMealyMealy型的特例（输入为型的特例（输入为0 0 0 0时）。时）。 11 University of Science and Technology of China 5.2 5.2 5.2 5.2

11、时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法 5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法 分析的目的分析的目的：找出给定时序电路的逻辑功能：找出给定时序电路的逻辑功能, , , , 即找出电路的状态和输出的状态在输入信号和时即找出电路的状态和输出的状态在输入信号和时 钟信号作用下的变化规律。钟信号作用下的变化规律。 分析的途径分析的途径：只要写出给定电路的驱动方程、只要写出给定电路的驱动方程、 状态方程和输出方程，它的逻辑功能也就清楚了。状态方程和输出方程，它的逻辑功能也就清楚了。 根据这三个方程，就

12、能够求得在任何给定输入变根据这三个方程，就能够求得在任何给定输入变 量状态和电路初态下电路的输出和次态。量状态和电路初态下电路的输出和次态。 12 University of Science and Technology of China 5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法 分析步骤分析步骤： （1 1 1 1）由给定逻辑图写出每个触发器的驱动方程）由给定逻辑图写出每个触发器的驱动方程 （即每个触发器输入信号的逻辑表达式）。（即每个触发器输入信号的逻辑表达式）。 （2 2 2 2）把得到的驱动

13、方程代入相应触发器的特性）把得到的驱动方程代入相应触发器的特性 方程，得出每个触发器的状态方程，从而方程，得出每个触发器的状态方程，从而 得到由这些状态方程组成的状态方程组。得到由这些状态方程组成的状态方程组。 （3 3 3 3）根据逻辑图写出电路的输出方程。（有时）根据逻辑图写出电路的输出方程。（有时 仅写出这三个方程，往往不能直接看出电仅写出这三个方程，往往不能直接看出电 路的逻辑功能，见路的逻辑功能，见P P P P262262262262例例6.2.16.2.16.2.16.2.1）。）。 13 University of Science and Technology of China

14、 5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法 P P P P262262262262例例6.2.16.2.16.2.16.2.1 分析图分析图6.2.16.2.16.2.16.2.1所示时序电路的逻辑功能，写出它所示时序电路的逻辑功能，写出它 的三个方程。的三个方程。 解：该电路的三个方程为（见解：该电路的三个方程为（见P P P P263263263263） （6.2.16.2.16.2.16.2.1）式）式 驱动方程驱动方程 （6.2.26.2.26.2.26.2.2）式）式 状态方程状态方程 和

15、（和（6.2.36.2.36.2.36.2.3）式）式 输出方程输出方程 14 University of Science and Technology of China 5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法 图图图图6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 例例例例6.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.1的时序逻辑电路的时序逻辑电路的时序逻辑电路的时序逻辑电路 15 University of Sci

16、ence and Technology of China 5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法 由本例可见，仅仅写出这三个方程还不能直由本例可见，仅仅写出这三个方程还不能直 观地看出电路的逻辑功能。这是由于电路每一时观地看出电路的逻辑功能。这是由于电路每一时 刻的状态都和电路的历史情况有关（即和上一时刻的状态都和电路的历史情况有关（即和上一时 刻的状态有关）。刻的状态有关）。必须把电路在一系列时钟信号必须把电路在一系列时钟信号 作用下状态转换的全部过程找出来，电路的逻辑作用下状态转换的全部过程找

17、出来，电路的逻辑 功能才会一目了然。功能才会一目了然。 16 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 用于用于描述时序电路状态转换全部过程描述时序电路状态转换全部过程的方法的方法 有有状态转换表、状态转换图、时序图和状态机流状态转换表、状态转换图、时序图和状态机流 程图程图等几种。由于这几种方法都可以用来描述同等几种。由于这几种方法都可以用来

18、描述同 一时序电路的逻辑功能，所以它们之间可以互相一时序电路的逻辑功能，所以它们之间可以互相 转换。转换。 17 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 1 1 1 1状态转换表状态转换表状态转换表状态转换表 把任何一组输入变量及电路初态的取值代把任何一组输入变量及电路初态的取值代 入状态方程和输出方程，即可算出电路的次态入状态方程和输出方程

19、，即可算出电路的次态 和现态下的输出值；以得到的次态作为新的初和现态下的输出值；以得到的次态作为新的初 态，和这时的输入变量取值一起再代入状态方态，和这时的输入变量取值一起再代入状态方 程和输出方程进行计算，又得到一组新的次态程和输出方程进行计算，又得到一组新的次态 和输出值。如此继续下去，把全部的计算结果和输出值。如此继续下去，把全部的计算结果 列成真值表的形式，就得到状态转换表。列成真值表的形式，就得到状态转换表。 18 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的

20、状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 例例6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 试列出图试列出图6.2.16.2.16.2.16.2.1电路的状态转换表电路的状态转换表 解：这是一个解：这是一个MooreMooreMooreMoore型的时序电路，因为它无输型的时序电路，因为它无输 入变量。因此电路的次态和输出只取决于电路的初入变量。因此电路的次态和输出只取决于电路的初 态。设电路的初态为态。设电路的初态为 =000, =000, =000, =000, 代入（代入（6.2.26.2.26.2.2

21、6.2.2） 和（和（6.2.36.2.36.2.36.2.3）式后得到：）式后得到： 电路状态的转换过程：电路状态的转换过程： 000 001 010 011 000 001 010 011 000 001 010 011 000 001 010 011 000 000 000 000 输出信号序列：输出信号序列：0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 nnn QQQ 123 19 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路

22、的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 故得到故得到264264264264页表页表6.2.16.2.16.2.16.2.1所示的状态转换表，此表反所示的状态转换表，此表反 映了次态和电路输出与现态之间的转换关系。状映了次态和电路输出与现态之间的转换关系。状 态表也可列成表态表也可列成表6.2.26.2.26.2.26.2.2的形式，它给出了在一系列的形式，它给出了在一系列 时钟信号作用下电路状态转换的顺序。时钟信号作用下电路状态转换的顺序。 20 University of Science and Technology of

23、 China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 11 1 1 11 1 1 10 0 0 01 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 10 0 0 01 1 1

24、10 0 0 00 0 0 01 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 01 1 1 11 1 1 11 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 11 1 1 10 0 0 00 0 0 01 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 10 0 0 01 1 1 10 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 10 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 0 Y Y Y YQ Q Q Q1 1 1 1n+1 n+1 Q Q Q Q2 2 2 2n+1 n+1 Q Q Q Q3 3 3 3n+1 n+1

25、Q Q Q Q1 1 1 1n nQ Q Q Q2 2 2 2n nQ Q Q Q3 3 3 3n n 表表6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 图图6.2.16.2.16.2.16.2.1电路的状态转换表电路的状态转换表 21 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 1 0 0 0 1 0 1 0 6 7 01015 00014

26、01103 00102 01001 00000 YQ1Q2Q3CP 表表6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 图图6.2.16.2.16.2.16.2.1电路状态转换表的另一种形式电路状态转换表的另一种形式 22 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 从表从表6.2.26.2.26.2.26.2.2可看出，每经过可看出，每经过7

27、7 7 7个时钟信号以后个时钟信号以后 电路的状态循环变化一次，故该电路具有对时电路的状态循环变化一次，故该电路具有对时 钟信号计数的功能，是一个七进制计数器，从钟信号计数的功能，是一个七进制计数器，从 Y Y Y Y端输出进位信号。端输出进位信号。 2 2 2 2状态转换图状态转换图 用状态转换图描述电路状态转换的全过程，用状态转换图描述电路状态转换的全过程， 即以图形的方式直观表示电路的逻辑功能。即以图形的方式直观表示电路的逻辑功能。 23 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的

28、状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 把状态转换表的内容表示成图形的形式，即把状态转换表的内容表示成图形的形式，即 为状态转换图。为状态转换图。 状态转换图的画法状态转换图的画法：图：图6.2.26.2.26.2.26.2.2是图是图6.2.16.2.16.2.16.2.1电路的状电路的状 态转换图。在状态转换图中，态转换图。在状态转换图中，以圆圈表示电路的以圆圈表示电路的 各个状态，以箭头表示状态转换方向，并在箭头各个状态，以箭头表示状态转换方向，并在箭头 旁注明状态转换前的输入变量取

29、值和输出值。斜旁注明状态转换前的输入变量取值和输出值。斜 线以上为输入，斜线以下为输出。线以上为输入，斜线以下为输出。因为图因为图6.2.16.2.16.2.16.2.1中中 无输入，故斜线上方没有注字，详见图无输入，故斜线上方没有注字，详见图6.2.26.2.26.2.26.2.2。 24 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 图图图图6

30、.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 图图图图6.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.1电路的状态转换图电路的状态转换图电路的状态转换图电路的状态转换图 25 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 3 3 3 3时序图时序图 用时间波形图表示电路状

31、态转换的全过程。用时间波形图表示电路状态转换的全过程。 把状态转换表的内容画成时间波形，即为时序图。把状态转换表的内容画成时间波形，即为时序图。 把在时钟脉冲信号作用下，电路状态、输出状态把在时钟脉冲信号作用下，电路状态、输出状态 随时间变化的波形图叫做时序图。详见随时间变化的波形图叫做时序图。详见P P P P269269269269图图 6.2.86.2.86.2.86.2.8。 26 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电

32、路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 图图图图6.2.8 6.2.8 6.2.8 6.2.8 6.2.8 6.2.8 6.2.8 6.2.8 图图图图6.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.16.2.1电路的时序图电路的时序图电路的时序图电路的时序图 27 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态

33、转换图和时序图状态转换图和时序图 例例6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 分析图分析图6.2.36.2.36.2.36.2.3时序电路的逻辑功能，写时序电路的逻辑功能，写 出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出 电路的状态转换图。电路的状态转换图。 解：驱动方程、状态方程和输出方程分别为解：驱动方程、状态方程和输出方程分别为 (6.2.4)(6.2.4)(6.2.4)(6.2.4)式、式、(6.2.5)(6.2.5)(6.2.5)(6.2.5)式和式和(6.2.6)(6.2.6)(6.2.6)(6.2.6)式。式。 先列出电路的状态转换

34、表，见表先列出电路的状态转换表，见表6.2.36.2.36.2.36.2.3。 28 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 图图图图6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 例例例例6.2.36.2.36.2.36.2.36.2.36.2.36.2.36.2.3的时序逻辑电路的时序逻辑电

35、路的时序逻辑电路的时序逻辑电路 29 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 01/001/001/001/010/010/010/010/000/000/000/000/011/111/111/111/1 11/011/011/011/000/100/100/100/110/010/010/010/001/001/001/001/0 000

36、0000001 010101 1111111110101010 A A A A 0 0 0 0 1 1 1 1 Q Q Q Q2 2 2 2n+1 n+1n+1n+1Q Q Q Q1 1 1 1n+1n+1n+1n+1/Y /Y/Y/Y Q Q Q Q2 2 2 2n n n nQ Q Q Q1 1 1 1n n n n 表表6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 图图6.2.36.2.36.2.36.2.3电路的状态转换表电路的状态转换表 30 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2

37、时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 状态转换表的读法（也是状态转换图的读法）：状态转换表的读法（也是状态转换图的读法）： 当现态为当现态为00000000，输入为，输入为0 0 0 0时，输出为时，输出为0 0 0 0，并转向次态，并转向次态01010101； 当现态为当现态为01010101，输入为，输入为0 0 0 0时，输出为时，输出为0 0 0 0，并转向次态，并转向次态10101010； 当现态为当现态为10101010，输入为，输入为0 0 0 0时，输出为时，输

38、出为0 0 0 0，并转向次态，并转向次态11111111； 当现态为当现态为11111111，输入为，输入为0 0 0 0时，输出为时，输出为1 1 1 1，并转向次态，并转向次态00000000。 同理可写出当输入为同理可写出当输入为1 1 1 1时的电路输出及状态转换过程。时的电路输出及状态转换过程。 状态转换图见图状态转换图见图6.2.46.2.46.2.46.2.4，可见这是一个，可见这是一个由由A A A A控制的四进控制的四进 制加制加/ / / /减计数器，减计数器，A=0, A=0, A=0, A=0, 四进制加法计数，四进制加法计数，Y Y Y Y为进位输出；为进位输出；

39、A=1, A=1, A=1, A=1, 四进制减法计数，四进制减法计数， Y Y Y Y为借位输出。为借位输出。 31 University of Science and Technology of China 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.2 时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表时序电路的状态转换表 状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图状态转换图和时序图 图图图图6.2.46.2.46.2.46.2.46.2.46.2.46.2.46.2.4 图图图图6.2.36.2.36.2.36.2.36.2.36.2.36.2.36.2.3电路的

40、状态转换图电路的状态转换图电路的状态转换图电路的状态转换图 32 University of Science and Technology of China 5.2.3 5.2.3 5.2.3 5.2.3 异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法 * * * *6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法 在异步时序电路中，只有那些有时钟信号作在异步时序电路中，只有那些有时钟信号作 用的触发器才会发生状态翻转，而没有时钟信号用的触发器才会发生状态翻转，而没有时钟信号 作用的触发器将保持原来的状态不变

41、。因此作用的触发器将保持原来的状态不变。因此在分在分 析异步时序电路时还需要找出每次电路状态转换析异步时序电路时还需要找出每次电路状态转换 时哪些触发器有时钟信号，哪些触发器没有时钟时哪些触发器有时钟信号，哪些触发器没有时钟 信号。信号。详见详见P P P P270270270270例例6.2.46.2.46.2.46.2.4，有，有3 3 3 3点说明如下：点说明如下： 33 University of Science and Technology of China 5.2.3 5.2.3 5.2.3 5.2.3 异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路

42、的分析方法 图图图图6.2.10 6.2.10 6.2.10 6.2.10 6.2.10 6.2.10 6.2.10 6.2.10 例例例例6.2.46.2.46.2.46.2.46.2.46.2.46.2.46.2.4的异步时序逻辑电路的异步时序逻辑电路的异步时序逻辑电路的异步时序逻辑电路 34 University of Science and Technology of China 5.2.3 5.2.3 5.2.3 5.2.3 异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法 （1 1 1 1）驱动方程、状态方程和输出方程的求解与）驱动方程、状态

43、方程和输出方程的求解与 同步电路相同。同步电路相同。 （2 2 2 2）列状态转换表时需列出每个触发器的时钟列状态转换表时需列出每个触发器的时钟 信号，信号，即根据输入时钟即根据输入时钟CPCPCPCP0 0 0 0的先后顺序找出每个的先后顺序找出每个 触发器时钟信号的变化序列，这样才能根据每触发器时钟信号的变化序列，这样才能根据每 次电路状态转换时各个触发器是否有次电路状态转换时各个触发器是否有CPCPCPCP信号，信号， 来确定触发器的次态，详见来确定触发器的次态，详见P P P P271271271271表表6.2.46.2.46.2.46.2.4。 35 University of S

44、cience and Technology of China 5.2.3 5.2.3 5.2.3 5.2.3 异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法 （3 3 3 3）要检查电路是否有自启动的功能。要检查电路是否有自启动的功能。即需即需 检查表检查表6.2.46.2.46.2.46.2.4中没有的中没有的6 6 6 6种状态下的输出和次态，种状态下的输出和次态， 如果这如果这6 6 6 6种状态下的次态都属于表种状态下的次态都属于表6.2.46.2.46.2.46.2.4中某个状中某个状 态或这些次态经过某些过渡状态后都能进入表态或这些次态经过

45、某些过渡状态后都能进入表 6.2.46.2.46.2.46.2.4中某个状态，则称该电路是可以自启动的。中某个状态，则称该电路是可以自启动的。 如在图如在图6.2.116.2.116.2.116.2.11中，状态中，状态1111111111111111直接进入状态直接进入状态 0000000000000000，而状态，而状态1110111011101110则经则经1111111111111111过渡后进入过渡后进入0000000000000000态。态。 详见详见P P P P272272272272图图6.2.116.2.116.2.116.2.11 。 36 University of S

46、cience and Technology of China 5.2.3 5.2.3 5.2.3 5.2.3 异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法异步时序电路的分析方法 图图图图6.2.11 6.2.11 6.2.11 6.2.11 6.2.11 6.2.11 6.2.11 6.2.11 图图图图6.2.106.2.106.2.106.2.106.2.106.2.106.2.106.2.10电路的状态转换图电路的状态转换图电路的状态转换图电路的状态转换图 37 University of Science and Technology of China 5.3 5.3 5.3 5.3 若干常用的时序逻辑电路若干常用的时序逻辑电路若干常用的时序逻辑电路若干常用的时序逻辑电路 5.3.1 5.3.1 5.3.1 5.3.1 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 ( ( ( (第五版第五版272272272272页页) ) ) ) 1 1 1 1寄存器：寄存器：用于寄存二值代码用于寄存二值代码0 0 0 0和和1 1 1 1的电路。的电路。 （1 1 1 1）寄存器主要由触发器组成。一个触发器能）寄存器主要由触发器组成。一个触发器能 存储存储1 1 1 1