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,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,XXXX/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,2,0001/0,0010/0,0100/0,0011/0,0101/0,0110/0,1000/0,0111/0,0000/1,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。