2021年、同步时序逻辑电路.ppt

学****要求：
了解时序电路的基本结构、分类和常用的描述方法；
熟练掌握同步时序电路分析和设计的基本方法；
熟悉状态图的建立，状态简化和状态分配的各个重要环节。
、同步时序逻辑电路
2021/1/15
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时序逻辑电路的特点和描述方法
时序电路：一个电路在任何时刻的稳定输出不仅与该时刻电路的输入信号有关，而且与该电路过去的输入有关，这样的电路称为"时序电路"。
时序电路由组合电路和存储(记忆)器件及反馈回路三部分组成，见下图.
x1
z1
组合电路
存储器件
xn
…
zm
…
…
…
yr
y1
Y1
Yl
x1 . xn：时序电路的输入或外部输入；
z1 . zm：时序电路的输出或外部输出；
y1.. yr：时序电路的状态或内部输入；
Y1 . Yl：时序电路的激励或内部输出；
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状态：过去的输入已不存在，但可以通过存储器件把它们记录下来，称之为状态。记录下来的信息可能和过去的输入完全一样，也可能是经过了组合电路加工处理后的结果。我们把某一时刻之前的状态称为"现态"，把这一时刻之后的状态称为"次态"，"现态"和"次态"是一个相对的概念，分别用y(n)(或y)和y(n+1)表示。
时序电路的逻辑函数由下列方程组成：
Zi= fi (x1,…， xn ; y1,…， yr ) , i=1, …, m
Yj= gj (x1,…， xn ; y1,…， yr ) , j=1, …, l
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两种时序电路类型见下图：
(a) 同步时序电路
x1
z1
组合电路
存储器件或延时器件
xn
…
zm
…
…
…
yr
y1
Y1
Yl
(b) 异步时序电路
x1
z1
组合电路
存储器件
xn
…
zm
…
…
…
yr
y1
Y1
Yl
时钟
、同步时序逻辑电路
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时序电路输入信号的波形图：
时钟脉冲(CP)
同步脉冲
0
1
1
1
1
1
0
0
异步脉冲
1
1
1
1
1
0
0
0
同步电平
0
1
1
1
1
1
0
0
异步电平
1
0
0
0
0
1
1
1
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状态表和状态图
状态表与状态图是用来表示同步时序电路的输入、输出、现态、次态之间转移关系的两种常用工具。
Mealy 型状态表和状态图
如果同步时序电路的输出是输入和现态的函数，即Zi= fi (x1,…， xn ; y1,…， yr ) , i=1, …, m ，则称该电路为Mealy型电路。
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一、状态表
Mealy 型电路状态表
现态
次态 / 输出
输入x
y
y(n+1)/Z
该表表明：处在状态y的同步时序电路，当输入为x时，输出为z，且在时钟脉冲作用下，电路进入次态y(n+1)。
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某Mealy 型电路状态表
现 态
次态 / 输出(y(n+1)/Z)
x = 0
y
A / 0
A / 0
B / 0
x = 1
B / 0
C / 0
A / 1
A
B
C
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二、状态图
状态图是一种反映同步时序电路状态转移规律和输入、输出取值关系的有向图。
y
x/z
y(n+1)
Mealy型电路状态图
某Mealy型电路状态图
A
C
B
0/0
1/0
0/0
0/0
1/0
1/1
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Moore 型状态表和状态图
如果同步时序电路的输出仅是现态的函数, 即Zi= fi (y1,…, yr ) , i=1, …, m , 则称电路为Moore型电路。它的电路结构图可表示为:
x1
组合电路
xn
…
…
…
yr
y1
Y1
Yl
存储器件
组合电路
z1
zm
…
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