时序逻辑电路1时序逻辑电路基本概念时序逻辑电路.doc

时序逻辑电路1时序逻辑电路基本概念时序逻辑电路.doc时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
1 / 15
时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
第5章 时序逻辑电路
时序逻辑电路的基本概念
时序逻辑电路的结构及特点
时序逻辑电路在任何时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号， 还与电路
的原状态有关， 触发器就是最简单的时序逻辑电路， 时序逻辑电路中必须含有存
储电路。时序电路的基本结构如图 所示，它由组合电路和存储电路两部分
组成。
图 时序逻辑电路框图
时序逻辑电路具有以下特点：
1）时序逻辑电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分，而存储电路要记忆给定时刻前的输入输出信号，是必不可少的。
2）时序逻辑电路中存在反馈，存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端，与输入信号一起，共同决定组合逻辑电路的输出。
时序逻辑电路的分类（ 1）按时钟输入方式
时序电路按照时钟输入方式分为同步时序电路和异步时序电路两大类。 同步时序电路中，各触发器受同一时钟控制， 其状态转换与所加的时钟脉冲信号都是同步的；异步时序电路中，各触发器的时钟不同，电路状态的转换有先有后。同
步时序电路较复杂，其速度高于异步时序电路。（ 2）按输出信号的特点
根据输出信号的特点可将时序电路分为米里（ Mealy）型和摩尔（ Moore）型两类。米里型电路的外部输出 Z 既与触发器的状态 Qn 有关，又与外部输入 X 有
关。而摩尔型电路的外部输出 Z 仅与触发器的状态 Qn 有关，而与外部输入 X 无
关。
（ 3）按逻辑功能
时序逻辑电路按逻辑功能可划分为寄存器、 锁存器、移位寄存器、 计数器和节拍
发生器等。
时序逻辑电路的逻辑功能描述方法
描述一个时序电路的逻辑功能可以采用逻辑方程组（驱动方程、输出方程、
状态方程）、状态表、状态图、时序图等方法。这些方法可以相互转换，而且都是分析和设计时序电路的基本工具。
时序逻辑电路的分析方法和设计方法
时序逻辑电路的分析步骤
1）首先确定是同步还是异步。若是异步，须写出各触发器的时钟方程。
2）写驱动方程。
3）写状态方程（或次态方程） 。
4）写输出方程。若电路由外部输出，要写出这些输出的逻辑表达式，即输出方程。
5）列状态表
6）画状态图和时序图。
7）检查电路能否自启动并说明其逻辑功能。
同步时序逻辑电路的设计方法
同步时序逻辑电路的设计步骤
设计同步时序电路的一般过程如图 所示。
时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
2 / 15
时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
图 同步时序电路的设计过程
时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
15 / 15
时序逻辑电路1时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路
寄存器和锁存器
能够暂存数码（或指令代码）的数字部件称为寄存器。
寄存器根据功能可分为数码寄存器和移位寄存器两大类。
数码寄存器
寄存器要存放数码，必须要存得进、记得住、取得出。因此寄存器中除触发
器外，通常还有一些控制作用的门电路相配合。
图 为由 D 触发器组成的 4 位数码寄存器。在存数指令（ CP脉冲上升沿）的作用下，可将预先加在各 D触发器输入端的数码， 存入相应的触发器中， 并可从各触发器的 Q 端同时输出，所以称其为并行输入、并行输出的寄存器。
图 4 位数码寄存器数码寄存器的特点是：
1）在存入新数码时能将寄存器中的原始数码自动清除，即只需要输入一个接收脉冲，就可将数码存入寄存器中——单拍接收方式的寄存器。
2）在接收数码时，各位数码同时输入，而各位输出的数码也同时取出，即并行输入、并行输出的寄存器。
3）在寄存数据之前，应在 RD端输入负脉冲清零，使各触发器均清零。
移位寄存器
单向移位寄存器