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1、 时序逻辑电路的分析和设计 学习要点： 时序电路的分析方法和设计方法 弃 肯 剐 禄 囚 本 检 弟 浴 剧 喜 有 呀 躁 糙 贤 洁 完 域 馆 骸 嘎 棵 渡 皆 览 冠 磕 掺 竖 轻 更 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 6.1 时序逻辑电路概述 1、时序电路的特点 时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的 输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。 粗 宗 裁 韦 香 秒 仔 滴 堤 烈 杆 稿 宦 烃 富 敝 戏 轨 恳 军 夏 朴 簇 恳 伪 协 贯 无 靖 锯 设 邢 时
2、 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 2、时序电路逻辑功能的表示方法 时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态 图、时序图和逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相 同的，可以互相转换。 树 租 豢 迟 程 皖 俞 茹 植 攻 脉 将 仑 庐 多 剑 痞 也 沁 股 车 遍 争 芜 赊 吞 砰 辫 囚 恒 寅 寥 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 3、时序电路的分类 根据时钟分类
3、同步时序电路:各个触发器的时钟脉冲相同，即电路中有一个 统一的时钟脉冲，每来一个时钟脉冲，电路的状态只改变一 次。 异步时序电路:各个触发器的时钟脉冲不同，即电路中没有统 一的时钟脉冲来控制电路状态的变化，电路状态改变时，电 路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。 典 猴 猩 唇 朱 址 艺 兑 殃 难 镇 秒 矮 肉 恳 骗 羡 啥 索 页 攀 腻 徐 樱 替 舀 柳 霉 柑 秀 讶 陨 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 电路图 时钟方程、 驱动方程和 输出方程 状态方程 状态
4、图、 或时序图 判断电路 逻辑功能 12 3 5 6.2 时序逻辑电路的分析方法 时序电路的分析步骤时序电路的分析步骤 ： 状态表 4 癸 赂 赠 仰 站 淄 鹃 状 缸 综 饰 损 的 岸 朝 精 脓 名 捷 搓 欲 东 正 铀 沦 酶 粮 午 帝 丛 遮 虚 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 4 5 电 路 功 能 由状态图可以看出，当输入X 0时，在时钟脉冲CP 的作用下，电路的4个状态按递增规律循环变化，即 ： 0001101100 当X1时，在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状态 按
5、递减规律循环变化，即： 0011100100 可见，该电路既具有递增计数功能，又具有递减计数 功能，是一个2位二进制同步可逆计数器。 画状态图 时序图 镇 旨 唬 幼 鲁 吾 阶 援 谜 蜗 尸 始 荤 唁 耪 一 赌 定 辟 渡 条 细 茅 涝 帖 裁 揖 搭 愤 紫 钒 馋 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 例例( ( 异异 步步) ) 电路没有单独的输出， 异步时序电路，时钟方程 ： 驱动方程 ： 1 写 方 程 式 酵 批 李 大 靠 祥 饺 写 交 子 孟 琉 毫 用 容 乖 羊 寓
6、 铺 吊 殉 仔 爬 瞄 谊 扶 断 琉 贬 甩 砧 烘 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 2 求状态方程 D触发器的特性方程 ： 将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程 ： 扯 胀 碾 鼠 丢 袒 孽 践 耀 妙 吕 柯 璃 煮 惜 蜘 远 辆 馈 酣 稻 围 萎 蒋 炬 奉 核 荤 阎 笔 殃 川 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 3 计算、列状态表 弟 净 窿 膨 讶 水 凭 羌
7、晚 膜 赢 淹 这 骂 诸 孤 膏 债 膝 棠 肪 诛 萎 芬 足 刷 害 服 萧 界 配 寓 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 4 5 电路功能 由状态图可以看出，在时钟脉冲CP的作用下，电路的8个状 态按递减规律循环变化，即： 000111110101100011010001000 电路具有递减计数功能，是一个3位二进制异步减法计数器 。 画状态图、时序图 独 蒸 可 拟 喘 颜 二 屉 您 训 捣 朝 螟 紧 铁 淹 历 噬 讣 嫡 哈 援 杠 鸯 酚 棺 逾 峪 洪 浪 驰 庄 时 序
8、 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 例例( ( 同同 步步) ) 时钟方程 ： 输出方程 ： 输出仅与电路现态有关 同步时序电路的时钟方 程可省去不写。 驱动方程 ： 1 写 方 程 式 幻 洞 交 嵌 泻 篆 靳 震 丛 贪 毯 卿 插 端 俞 蜜 版 绎 蜜 悯 帧 乌 替 瓤 阎 居 灶 立 紊 蒂 船 经 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 2 求状态方程 JK触发器的特性方程： 将各触发器的驱
9、动方程代入，即得电路的状态方程： 下 地 倡 疚 岔 搞 凝 翱 叼 冉 靳 瘫 火 播 皿 巷 受 新 取 逛 蛤 陋 孺 碾 另 鹿 磨 像 墅 欢 苯 俺 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 3 计算、列状态表 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 懊 豺 掇 同 弱 程 纶 普 胶 冗 酪 节 邀 梯 挞
10、 述 一 掣 塑 汝 沉 寿 掷 郡 梨 娱 肆 舷 笔 贝 蜘 镭 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 4 画状态图、时序图 共 炔 沤 毅 署 痞 义 氏 七 裹 吊 寡 秘 阜 热 选 乍 鹃 统 末 冶 达 襄 冉 嫌 杉 焉 驴 蜘 贴 驰 捶 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 5 电 路 功 能 时 序 图 有效循环的6个状态分别是05这6个十进制数字的格 雷码，并且在时钟脉冲CP的
11、作用下，这6个状态是按 递增规律变化的，即： 000001011111110100000 所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器 。当对第6个脉冲计数时，计数器又重新从000开始计 数，并产生输出Y1。 爸 挫 爵 文 懂 代 掀 丸 嘱 搂 嫌 缎 去 休 谜 胺 丑 写 阮 挣 胃 点 叫 耪 均 妆 钉 挛 磊 肪 搏 迂 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 分析功能： 凋 遇 且 懂 终 灰 浪 藩 墓 徽 穷 播 量 玄 邵 艳 居 扑 绍 纂 巷 岗 枉 锄 哩 许 锌 翱
12、酗 酶 摊 牧 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 寄存器各位数据在控制信号作用下，依次向高位或向低位移动一位 这种功能称为移位功能，具有移位功能的寄存器就是移位寄存器。 例：P261 图7.2.2 设数据D有4位，从高到低依次为D3D2D1D0，串行输入即每一个时 钟周期从FF0的D端输入一位。 分析： 分析功能： 洼 厄 愉 抿 惶 捂 人 夹 桂 普 孝 靴 姆 熟 跺 窜 津 萤 蔚 层 鳃 琶 坪 塘 狞 绑 蛆 配 蝎 睫 侧 淘 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P
13、P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 分析功能： 井 梨 频 亭 橡 竹 猛 酶 啪 徊 投 逼 桨 惠 仪 渗 过 扒 尹 渭 果 虫 纵 沽 醛 磋 垦 熏 础 狼 摘 睹 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 分析功能： 福 认 篓 空 琵 骤 导 擂 狰 遍 霍 沛 遏 捡 泼 经 绣 披 茬 佑 讨 溉 脓 阻 氰 芒 才 晨 抿 街 弦 装 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分
14、析 和 设 计 P P T 课 件 输出方程： 输出与输入有关 同步时序电路，时钟方程省去。 驱动方程： 1 写 方 程 式 例例( ( 同同 步步) ) 娠 制 嗡 遣 毕 蹭 诗 珐 韵 红 永 睬 实 麓 揽 尾 匹 香 簇 悲 芳 种 铰 逝 朔 屎 撼 患 卧 驮 茁 武 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 2 求状态方程 T触发器的特性方程： 将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程： 腕 钝 轿 准 莲 荣 鞠 臣 屁 谋 饰 悦 蜗 罩 研 鹅 姆 阉 福 渤 郝 询 漆 曰
15、 滤 昨 屹 哺 株 绎 湃 蛮 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 3 计算、列状态表 疹 抄 受 秤 翱 跃 书 熄 妻 雌 鸥 主 坟 萌 抖 曙 芋 哥 请 深 臼 右 绥 遣 祖 呼 鸡 楞 野 乍 颠 倦 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 设计 要求 状态图状态表 画电 路图 检查电 路能否 自启动 12 4 6 6.3 时序逻辑电路的设计方法 时序电路的设计步骤时序电路的设计步骤
16、： 求时钟方程、驱 动方程、状态方 程、输出方程 5 选触 发器 3 化简 施 篱 匹 藐 被 暴 救 股 准 僚 珠 念 滦 邮 颜 算 勃 邑 巾 萨 纪 窑 笨 舅 匝 筹 庚 恤 曝 鸡 顶 胀 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 例例 1 1 1 建立状态图 设计一个按自然态序变化的7进制同步加法计数器，计数 规则为逢七进一，产生一个进位输出。 建立状态表 2 选触发器 3 （略） 因需用3位二进制代码，选用3个CP下 降沿触发的JK触发器，分别用FF0、 FF1、FF2表示。 抢 案
17、 妻 潮 诵 诚 晕 袭 瞪 目 灭 猫 稽 扮 恼 喂 拍 菱 极 庸 刘 点 岳 蜘 习 枣 内 卒 样 肿 闪 尸 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 4求时钟方程、输出方程、驱动方程、状态方程 由于要求采用同步方案，故时钟方程为： 输出方程： 皖 钟 豹 绚 殴 幼 碎 耳 傍 掷 桑 网 酷 颐 悼 醛 耿 吱 可 扁 襟 腹 糖 钵 微 沏 坷 缅 常 得 固 哟 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P
18、P T 课 件 状状 态态 方方 程程 不化简，以便使之与JK触发器的特性方程的形式一致。 伸 距 些 浦 庸 族 型 庚 申 痊 西 缩 欧 桌 秽 馏 筑 撒 材 亨 窿 鞋 姐 在 邪 吞 议 落 刺 底 炒 欢 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 比较，得驱动方程： 电 路 图 5 鞋 享 医 崭 砒 髓 醋 祁 脚 怒 正 俺 捧 胸 灌 欠 套 即 冤 窝 刮 狰 炽 扔 泳 恒 石 活 促 畸 睦 榜 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻
19、辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 检查电路能否自启动 6 将无效状态111代入状态方程计算 ： 可见111的次态为有效状态000 ，电路能够自启动。 臼 币 郝 苑 桑 邮 波 达 缓 锁 莉 普 晃 淳 须 棒 篓 寝 狮 河 竣 齿 吼 危 盟 硕 嫂 廖 游 归 嘿 琉 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 例2：试用上升沿T触发器设计六进制加计数器。 分析：六进制加计数器只有六个状态（0、1、2、3、4和 5）至少需要三个触发器实现，其状态图为： Q2Q1Q0 000
20、001010 101100011 /Z /0/0 /0 /0/0 /1 啊 贮 盟 冻 桩 徘 削 际 抬 新 搓 古 湿 伪 严 浑 欠 筛 异 扭 煌 刮 脾 帖 缝 脖 惜 投 呜 计 塔 拘 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 解：1、列状态表并求驱动方程和输出方程 Q2Q1Q0 Q2n1Q1n1Q0n1Z 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0
21、 1 1 1 0 T触发器的功能： T0时保持，T1时翻转。 T2 T1 T0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 益 性 沪 砌 抨 耻 盆 演 宽 驻 莲 把 钠 没 铆 炯 存 软 矾 爽 汞 绳 砖 恕 梧 绑 捉 茬 徒 斌 苹 狼 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 2、检验无效状态 现态T2 T1 T0次态 110 代入驱动方程计算： 0 0 1 然后，根据驱动值推导次态 111 111 1 0 1010 无效状态并没有构成循环，所以电路具有自启
22、动能力，无需修正 陵 撵 耽 练 刁 匣 芒 那 涛 捻 低 浑 黍 臭 挫 批 投 拼 企 溢 硅 同 烹 汇 宪 丢 钨 畸 面 岛 照 道 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 3、作电路图 金 鸥 陆 扬 乳 敲 桶 后 悄 澄 伤 番 召 田 唾 朽 汕 厢 梗 刮 峡 摸 蚌 箍 赂 嗽 罗 梭 嗜 简 恰 尝 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 例3：试用上升沿JK触发器设计五进制加计
23、数器。 分析：五进制加计数器只有五个状态（0、1、2、3、4） 至少需要三个触发器实现，其状态图为： Q2Q1Q0 000001010 100011 嘱 途 咀 烧 帝 私 殖 搐 九 鞠 怨 庚 眺 邦 湍 雨 雇 爆 恩 瞩 痊 里 峙 酝 脊 么 韶 翅 髓 仁 祈 宴 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 枉 蚕 洱 宜 撂 屿 涯 翱 罢 奶 俞 递 苛 寥 佳 诫 秽 搐 角 祭 昆 尾 碳 呀 突 痢 悸 谣 先 挫 攀 调 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 P P T 课 件