2021年 时序逻辑电路.ppt

2021年_时序逻辑电路 概述
一、时序逻辑电路的特点
功能上：任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来的状态有关。
例：串行加法器，两个多位数从低位到高位逐位相加


2. 电路结构上
①包含存储电路和组合电路
②存储器状态和输入变量共同决定输出
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二、时序电路的一般结构形式与功能描述方法
X
Z
Q
W
组合电路
存储电路
外部输入信号
外部输出信号
驱动信号
状态信号
可以用三个方程组来描述：
输出方程: Z(tn)=F[X(tn),Q (tn)]
驱动方程: W(tn)=G[X(tn),Q (tn)]
状态方程: Q(tn+1)=H[W(tn),Q (tn)]
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三、时序逻辑电路分类
根据触发器状态转换情况的不同分为：
1．同步时序逻辑电路：
时钟脉冲CLK只接部分触发器的时钟输入端，其余触发器则由电路内部信号触发。
2．异步时序逻辑电路
所有触发器的时钟输入端都连接同一个时钟脉冲CLK ，或者说所有触发器状态的改变都发生在同一时钟脉冲CLK的上升沿或者下降沿到来的时刻。
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
时序逻辑电路的逻辑功能主要可用逻辑方程式、状态表、状态图、时序图4种方式表示。
1） 逻辑方程式
四、时序逻辑电路逻辑功能表示方法
输出方程 : 电路的输出信号方程。
驱动方程 : 各触发器输入端信号的方程。
状态方程 : 各触发器的输出方程，即Q端的方程。
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2） 状态表
状态表是将外加输入信号和触发器的现态作为输入，次态和电路输出信号作为输出，反映输入、输出信号间对应取值关系的表格。如表所示。
状 态 表
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
z
Q*
Q
x
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3） 状态图
状态图是反映时序电路状态转换规律及相应输入、输出取值情况的几何图形。
圆圈内表示电路的一个状态，箭头表示电路状态的转换方向（由现态→次态）,箭头线上方标注的x／z为输入/输出信号取值。 
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状态转换图
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4） 时序图
时序图也就是触发器工作波形图， 它形象地表达了输入信号、输出信号、电路状态等的取值在时间上的对应关系。
这4种时序电路的表示方法从不同侧面突出了时序电路逻辑功能的特点，它们本质上是相通的，可以互相转换。
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五、 时序逻辑电路的一般分析方法
(1) 分析逻辑电路组成。
分析电路由什么类型触发器组成，是CLK时钟脉冲上升沿触发还是下降沿触发的触发器；有无外加输入信号；有无组合门电路和输出信号；是异步时序电路还是同步时序电路。
(2)写出方程（存储电路：触发器）
时钟方程：仅对异步电路来说 ，是时钟脉冲输入端的方程。如：CLKn＝
驱动方程：各触发器输入端的方程：如D=1，D=x，或D=Q
输出方程：时序电路的输出信号方程，通常为现态的函数。
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(3)求状态方程
时序逻辑电路的状态方程由各触发器次态Q*的方程组成。将各触发器输入端的驱动方程代入相应触发器的特性方程中，可得到该触发器的次态方程。
(4) 列状态表（状态转换真值表）
将外加输入信号和现态作为输入，次态和电路输出信号作为输出，列出状态转换真值表。
(5) 画状态图或时序图。 
(6) 电路功能描述。
根据电路的状态表或状态图说明给定时序逻辑电路的逻辑功能。
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