同步时序逻辑电路的分析和设计.ppt

同步时序电路— 同步时序逻辑电路的设计1、定义在数字电路中,凡是任一时刻的稳定输出不仅决定于该时刻的输入,而且还和电路原来的状态有关,这样的电路为时序逻辑电路,简称时序电路。 概述一、时序逻辑电路的基本概念xi(i=1…n):外部向电路输入的时序信号,称为输入变量。Zi(i=1…m):电路产生的输出时序信号,称为输出函数。yi(i=1…l):由电路过去输入确定的状态,称为状态变量。Yi(i=l…p):确定电路下一时刻状态(次态)函数,称为激励函数。CP:时钟脉冲信号,用来确定电路状态转换时刻。2、电路的一般结构组合逻辑电路存储功能............XyZY一、时序逻辑电路的基本概念3、时序电路的特点:(1)具有记忆功能。(2)时序电路一般由三部分组成:组合逻辑电路:由逻辑门构成;存储器件:由触发器组成;反馈线:连接组合逻辑电路与存储器件的导线;一、时序逻辑电路的基本概念组合逻辑电路存储功能............XyZY4、状态的概念(1)外部状态:时序电路输出Z的组合;(2)内部状态:时序电路的内部输入(存储器的输出)y的组合;所谓电路输出与过去的输入相关,是通过与电路现有状态相关体现的。就某一时刻而言,通常将该时刻电路的状态称为现态,记作yn;而将下一时刻电路的状态称为次态,记作yn+1。一、时序逻辑电路的基本概念组合逻辑电路存储功能............XyZY1、按其状态改变方式可分为两种类型。同步时序逻辑电路:电路中的存储器件为时钟控制触发器,各触发器共用同一时钟信号,即电路中各触发器状态的转移时刻,在统一时钟信号控制下同步发生。异步时序逻辑电路:电路中的存储器件可以是时钟控制触发器、非时钟控制触发器或延时元件。电路没有统一的时钟信号对状态变化进行同步控制,输入信号的变化将直接引起电路状态的变化。二、时序逻辑电路的分类2、按输入信号形式的不同分为:脉冲型:输入信号是脉冲的有无(信号的持续时间要受到限制)。电平型:输入是电平的高低(指信号可以不受限制地保持在某一状态)。脉冲型信号电平型信号二、时序逻辑电路的分类3、按照电路输出与输入、状态的关系,时序逻辑电路有两种结构模型。米利(Mealy)型:电路输出是电路输入和状态变量的函数。其关系为Zi=fi(x1,x2,…,xn,y1,y2,…,yn)莫尔(Moore)型:电路输出是电路状态变量的函数。其关系为Zi=fi(y1,y2,…,yn) 二、时序逻辑电路的分类10T110T2=1xCPZ=y1y210T210T1=1xCPy2y12yxZ?Mealy 型同步时序电路Moore型同步时序电路二、时序逻辑电路的分类组合逻辑电路存储功能............XyZY三、同步时序逻辑电路的描述1、逻辑方程式——任何一个同步时序逻辑电路的结构和功能可用三组函数表达式描述。1)输出函数表达式: Zi=fi(x1,x2,…,xn,y1,y2,…,ym) Mealy 型 Zi=fi(y1,y2,…,ym) Moore型2)激励函数表达式(驱动方程): Yl=fl(xi,yi)3)次态函数表达式(状态方程,特性方程))y,Y(fyklk1nk??