时序逻辑电路 2.ppt

概述
计数器
寄存器和移位寄存器
同步时序逻辑电路的分析方法
时序逻辑电路应用举例
第5章时序逻辑电路
教学要求
:
(1)时序逻辑电路的概念及电路结构特点;
(2)同步时序电路的一般分析方法;
(3)同步计数器的一般分析方法;
(4)会用置零法和置数法构成任意进制计数器。
:
(1)同步、异步的概念,电路现态、次态、有效状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的概念,寄存的概念;
(2)同步时序逻辑电路设计方法。
概述
一、时序电路的特点
1. 组合电路:
电路的输出只与电路的输入有关,
与电路的前一时刻的状态无关。
2. 时序电路:
电路在某一给定时刻的输出
取决于该时刻电路的输入
还取决于前一时刻电路的状态
由触发器保存
时序电路:
组合电路
+
触发器
电路的状态与时间顺序有关
外输入:X(x1,x2┈xp)
内输出:W(w1,w2┈wr)
内输入:Q(q1,q2┈qt )
存储电路的输入信号。
是时序电路的输出信号。
是时序电路的外部输入信号。
存储电路的输出,反馈到组合电路的输入端。
外输出:Y(y1,y2┈ym)
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。
构成时序逻辑电路的基本单元是触发器。
特性方程:描述触发器逻辑功能的逻辑表达式。
驱动方程:(激励方程)触发器输入信号的逻辑
表达式。
时钟方程:控制时钟CLK的逻辑表达式。
状态方程:(次态方程)次态输出的逻辑表达式。
驱动方程代入特性方程得状态方程。
输出方程:输出变量的逻辑表达式。
3. 逻辑方程组
二、功能描述
1、输出方程
外部输出=外输入和内输入组合函数
触发器的输入信号的逻辑表达式
2、激励方程(驱动方程)
3、状态方程
用三个方程描述
将存储电路中每个触发器的输入信号的逻辑表达式(激励方程)代入相应触发器的特征方程,其结果就是触发器状态方程。
三、时序逻辑电路的分类:
按存储电路状态变化的特点可分为
同步时序逻辑电路
异步时序逻辑电路
所有触发器的时钟端连在一起。所有触发器状态的变化都是在同一时钟信号操作下同时发生。
时钟脉冲 CP 只触发部分触发器,其余
触发器由电路内部信号触发。触发器状态的变化不是同时发生。
四、时序电路的表示
逻辑方程组(有了驱动方程、状态方程和输出方程,时序电路的逻辑功能也就被惟一地确定了。)
状态图(以小圆圈表示电路的各个状态,圆圈中填入存储单元的状态值,圆圈之间用箭头表示状态转换的方向,箭头旁注明输入变量取值和输出值,输入和输出用斜线分开。)
卡诺图
状态表
时序图( 把在时钟序列脉冲作用下存储电路的状态和输出状态随时间变化的波形画出来)
逻辑图
1. 状态转换图
反映时序电路状态转换规律,及相应输入、输出取值关系的图形。
箭尾:现态
箭头:次态
标注:输入/输出
基本步骤:
、输出方程、驱动方程
。
。把电路的输入和现态各种可能取值组合代入状态方程和输出方程进行计算,得到相应的次态和输出。
(或时序图)
触发器输入信号的逻辑函数式
同步时序逻辑电路的分析方法