數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第六章2

第六章時(shí)序邏輯電路6.1概述6.2時(shí)序邏輯電路的分析方法6.3若干常用的時(shí)序邏輯電路6.4時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法6.1概述一.組合電路與時(shí)序電路的區(qū)別1.組合電路：電路的輸出只與電路的輸入有關(guān)，與電路的前一時(shí)刻的狀態(tài)無關(guān)。2.時(shí)序電路：電路在某一給定時(shí)刻的輸出取決于該時(shí)刻電路的輸入還取決于前一時(shí)刻電路的狀態(tài)由觸發(fā)器保存時(shí)序電路：組合電路+存儲電路（電路的狀態(tài)與時(shí)間順序有關(guān)）時(shí)序電路在任何時(shí)刻的穩(wěn)定輸出，不僅與該時(shí)刻的輸入信號有關(guān)，而且還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本單元是觸發(fā)器?？梢杂萌齻€(gè)方程組來描述：時(shí)序電路的輸出邏輯表達(dá)式各觸發(fā)器輸入信號的邏輯表達(dá)式將驅(qū)動方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程中所得到的方程二.時(shí)序邏輯電路的分類按動作特點(diǎn)可分為同步時(shí)序邏輯電路異步時(shí)序邏輯電路存儲電路中所有觸發(fā)器的時(shí)鐘使用統(tǒng)一的CLK，狀態(tài)變化發(fā)生在同一時(shí)刻。沒有統(tǒng)一的CLK，觸發(fā)器狀態(tài)的變化有先有后。按輸出特點(diǎn)可分為米利型（Mealy）時(shí)序邏輯電路穆爾型（Moore）時(shí)序邏輯電路輸出不僅取決于存儲電路原來的狀態(tài)，而且還決定于電路當(dāng)前的輸入。Mealy型：Y=F(Q,X)與Q、X有關(guān)輸出僅決定于電路原來的狀態(tài)，與電路當(dāng)前的輸入無關(guān)。Moore型：Y=F(Q)只與Q有關(guān)三.時(shí)序邏輯電路的功能描述方法邏輯方程組狀態(tài)表狀態(tài)圖時(shí)序圖

輸出方程：輸出變量的邏輯表達(dá)式。驅(qū)動方程：觸發(fā)器輸入信號(激勵(lì)方程)的邏輯表達(dá)式。特性方程：描述觸發(fā)器邏輯功能的邏輯表達(dá)式。狀態(tài)方程：（次態(tài)方程）次態(tài)輸出的邏輯表達(dá)式。

【驅(qū)動方程代入特性方程得狀態(tài)方程】時(shí)鐘方程：控制時(shí)鐘CLK的邏輯表達(dá)式。1.邏輯方程組2.狀態(tài)表反映“輸出變量、次態(tài)Q*”與“輸入變量、現(xiàn)態(tài)Q”之間關(guān)系的表格。3.狀態(tài)圖反映時(shí)序電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律，及相應(yīng)輸入、輸出取值關(guān)系的圖形。箭尾：現(xiàn)態(tài)箭頭：次態(tài)標(biāo)注：輸入／輸出4.時(shí)序圖時(shí)序圖又叫工作波形圖，它用波形的形式形象地表達(dá)了輸入信號、輸出信號、電路的狀態(tài)等的取值在時(shí)間上的對應(yīng)關(guān)系。上述四種方法：邏輯方程組、狀態(tài)表、狀態(tài)圖、時(shí)序圖，從不同側(cè)面突出了時(shí)序電路邏輯功能的特點(diǎn)，它們在本質(zhì)上是相同的，可以互相轉(zhuǎn)換。電路圖時(shí)鐘方程、驅(qū)動方程和輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)圖、狀態(tài)表時(shí)序圖15分析步驟：46.2時(shí)序邏輯電路的分析方法2將驅(qū)動方程代入特性方程判斷電路邏輯功能,檢查自啟動3計(jì)算幾個(gè)概念：有效狀態(tài)：在時(shí)序電路中，凡是被利用了的狀態(tài)。有效循環(huán)：有效狀態(tài)構(gòu)成的循環(huán)。無效狀態(tài)：在時(shí)序電路中，凡是沒有被利用的狀態(tài)。無效循環(huán)：無效狀態(tài)若形成循環(huán)，則稱為無效循環(huán)。自啟動：在CLK作用下，無效狀態(tài)能自動地進(jìn)入到有效循環(huán)中，則稱電路能自啟動，否則稱不能自啟動。例6.2.1解:①寫方程組驅(qū)動方程分析下圖的邏輯功能（輸入端懸空等效為邏輯1）同步隨時(shí)序耗電路孔，時(shí)史鐘方熄程省椒去。輸出北方程②求轎狀態(tài)奏方程將驅(qū)動方程代入JK觸發(fā)器的特性方程中得電路的狀態(tài)方程:③計(jì)拋算、俗列狀晨態(tài)轉(zhuǎn)釣換表畫狀皂態(tài)轉(zhuǎn)進(jìn)換圖000001010011100101110111/0/0/0/0/0/0/1/1Q3Q2Q1/Y④作抬時(shí)序澇圖⑤說哲明電蠅路功恭能這是索一個(gè)隨同步妄七進(jìn)暴制加死法計(jì)泛數(shù)器洞，能屯自啟挽動。000001001011001011011000例6.久2.坑3解:①寫沿方程諸式驅(qū)動灰方程分析剛下圖伙的邏狗輯功公能。代入D觸發(fā)軍器的堡特性忙方程際，得計(jì)到電成路的主狀態(tài)拼方程輸出燒方程②求微狀態(tài)銷方程輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)輸出AY000101011000001011110111100111100001110001000100③計(jì)推算、肌列狀舌態(tài)轉(zhuǎn)通換表輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)輸出AY000101011000001011111101100111100001110001100000畫狀縱態(tài)轉(zhuǎn)刑換圖電路套狀態(tài)轉(zhuǎn)換預(yù)方向00011011轉(zhuǎn)換提條件0/0A/YQ2Q10/10/00/01/01/01/11/0④或作時(shí)劍序圖⑤亭說明疼電路微功能A=轎0時(shí)是住二位參二進(jìn)販制加雅法計(jì)顧數(shù)器遙；A=做1時(shí)是梁二位騙二進(jìn)伍制減狐法計(jì)愈數(shù)器領(lǐng)。輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)輸出AY0001010110000010111101111001111000011100010001001001復(fù)宏習(xí)異步時(shí)序邏輯電路同步時(shí)序邏輯電路動作特點(diǎn)穆爾型（Moore）時(shí)序邏輯電路米利型（Mealy）時(shí)序邏輯電路輸出特點(diǎn)3.時(shí)序重邏輯理電路濾的功牧能描分述方堡法邏輯方程組狀態(tài)表狀態(tài)圖時(shí)序圖

4.時(shí)序提邏輯塊電路夢的分燙析方懶法時(shí)序電路：組合電路+存儲電路電路圖時(shí)鐘方程、驅(qū)動方程和輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)圖、狀態(tài)表時(shí)序圖判斷電路邏輯功能,檢查自啟動2.時(shí)序惕邏輯不電路鑼的分貞類1.組合贏邏輯擦電路脆與時(shí)串序邏訊輯電砍路的籌區(qū)別在數(shù)付字系最統(tǒng)中圓，常打常會投大量服、頻偵繁地召使用昆一些懷時(shí)序增電路牛，如煎寄存狠器，結(jié)計(jì)數(shù)礙器等蔑，它荷們都若有十假分明貿(mào)顯的轎功能恩特征煤，是筒時(shí)序遇電路唯的典孤型代箭表。寄存構(gòu)器計(jì)數(shù)賽器分析設(shè)計(jì)（教廣學(xué)重泉點(diǎn)）6.桐3若干誰常用佩的時(shí)嚼序邏筑輯電晴路一、牙寄存暑器的瞧概念先和主集要特量點(diǎn)寄聯(lián)存坊：把二恒進(jìn)制捐數(shù)據(jù)域或代志碼暫次時(shí)存刃儲起駐來的炕操作倘。寄存族器：具有拌寄存覆功能耀的電沖路。寄存燦器的蠢主要禾特點(diǎn)怖：從電向路組循成看廢，寄豪存器句由觸股發(fā)器柱組合霜而成炊，結(jié)您構(gòu)簡售單；從基第本功羞能看鳳，寄子存器克主要紙是暫幼存數(shù)宅據(jù)或敵代碼脂，一姑般情配況下李，不融對存熊儲內(nèi)癥容進(jìn)賢行處集理，燈邏輯切功能瓦比較翼單一縮慧。寄存彩器分爽類：基本潮寄存快器移位替寄存義器寄存惑器通帆常由D觸發(fā)捏器構(gòu)丑成。寄存想器是叨一種菌基本枝時(shí)序樓電路節(jié)，在柜各種享數(shù)字傾系統(tǒng)向中幾油乎無研所不摩在。6.駐3.調(diào)1寄存五器和饅移位題寄存如器二、棵基本尺寄存捏器用來企寄存吼一組奧二進(jìn)胸制數(shù)件據(jù)或慘代碼室；數(shù)據(jù)徹或代墾碼只費(fèi)能并躬行送激入寄綱存器濕，也盜只能依并行夠輸出票。8位寄缺存器0最1甚1辮0給1付0淹1術(shù)10燃1否1授0棋1籌0鏡1性11召1速0橡1色1逐0柔1暴1并行繪輸入并行捏輸出0危1緊1席0揉1測0翅1醫(yī)10道1搭1吼0導(dǎo)1存0漆1崗10宮1也1如0辜1魄0秤1撤11吵1厲0喜1筆1伙0嚼1胳11檢1亂0絞1察1齒0超1謹(jǐn)1由于扮一個(gè)爺觸發(fā)攻器可帖以存躍儲“1”位二姜進(jìn)制領(lǐng)信號激，因挪此n位寄收存器松需要蹤蝶用n個(gè)觸氏發(fā)器怎構(gòu)成忙。寄存忘器可嚇以存糠儲多蚊位二愿進(jìn)制雹信息渴，如4位、8位、16位等刑，我喝們稱括之為n位寄巨存器抱，n為寄肅存器覺的長規(guī)度。Q3Q2Q1Q0&&&&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取數(shù)脈沖接收脈沖(CLK)四位售基本礦寄存抗器QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3接收脈沖取數(shù)脈沖CLR公共氏清零遞端A3A2A1A0數(shù)據(jù)燭并行族輸入螺端0000A3A2A1A0三、民移位眨寄存濕器寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器雙向移位(c)所謂妄“移位”，就是風(fēng)將寄滴存器露所存館儲的半各位拴數(shù)據(jù)等，在每陣個(gè)移鈴位脈珠沖的抓作用旺下，向左跟或向銹右移屯動一填位。根據(jù)津移位芬的方威向，吸分成汪：左移、右移和雙向移位腦寄存夾器。根據(jù)紀(jì)數(shù)據(jù)箭的輸鉛入－國輸出安方式員，移匠位寄襲存器殘分為嶼四種告電路蔬結(jié)構(gòu)訴：串行輸入－串行輸出串行輸入－并行輸出并行輸入－串行輸出并行輸入－并行輸出提示屬：左傲移、睛右移儀有乘2或除2的功懲能！FFFFFFFF串入繭－串賭出輸入輸出串入沉－并信出一個(gè)燭輸入疼，一詳個(gè)輸譽(yù)出串行余數(shù)據(jù)并太行數(shù)浪據(jù)FFFFFFFF輸入輸出并入摘－串底出FFFFFFFF輸入輸出并入應(yīng)－并被出FFFFFFFF輸入輸出并行正數(shù)據(jù)串古行數(shù)否據(jù)1.移位犯寄存勉器的勤四種諒輸入見輸出鼠方式數(shù)據(jù)搶的串-并轉(zhuǎn)肢換是收實(shí)現(xiàn)愿計(jì)算割機(jī)串育行通羽信的澡重要黑操作躺。常用襖于數(shù)均據(jù)鎖至存。2.單向桿移位偵寄存毫器DIDOQ0Q1Q2Q3CLK串行索輸入臘端串行謙輸出銀端并股行效輸捷出移位炕脈沖將代視碼10廢11移入擦寄存批器的輸過程叔：10嫩11最高雙位丟鏡棄11001110111011需要4個(gè)CL崗K的時(shí)哄間才越可以憤將4位數(shù)型碼全持部移徒入寄止存器筆中。0000初態(tài)000000再經(jīng)布過4個(gè)CL吃K的時(shí)愿間，植則寄艇存器咳中的4位代爬碼將祥從串告行輸?shù)统龆薉O依次幻玉送出汗。單向伏移位害寄存播器具面有以柴下主鈴要特項(xiàng)點(diǎn)：（1）單鐵向移牢位寄上存器太中的湯數(shù)碼伏，在CL材K脈沖健操作支下，墨可以攪依次食右移惰或左龍移。（2）n位單迅向移約位寄飯存器乓可以午寄存n位二絨進(jìn)制兔代碼腹。n個(gè)CL泊K脈沖胡即可燙完成樸串行攜輸入乘工作諒；此頂后可賭從Q0～Qn-1端獲宜得并梅行的n位二描進(jìn)制慌數(shù)碼伸；再遲用n個(gè)CL叫K脈沖繞又可筐實(shí)現(xiàn)即串行命輸出鳴操作秘。（3）若慣串行掀輸入掩端狀腎態(tài)為0，則n個(gè)CL翻K脈沖蠻后，暖寄存旨器便廈被清每零。右移串行輸入端左移串行輸入端3.雙向責(zé)移位誤寄存挖器74穩(wěn)LS賤19撲4A功能歸框圖仙：例1：用2片74柿LS悅19懸4A設(shè)計(jì)8位雙凍向移紅位寄或存器尸。74LS194A（1）D1D2D3D0Q1Q2Q3Q0RdCLKS1S0DIRDIL74LS194A（2）D1D2D3D0Q1Q2Q3Q0RdCLKS1S0DIRDILQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7D4D5D6D7D0D1D2D3DIRDILS1S0CL勿KRdQ0Q1Q2Q3

DIRD0D1D2D3DIL

RDS1S0CLK74LS194A例2：用雙釘向移糾位寄削存器74暗LS算19斃4A組成都節(jié)日臟彩燈巴控制梳電路坐。+5V+5VS1=0倆,S0=1右移欲控制+5V

CLK1秒Q=堡0時(shí)LE逆D亮清0按鍵1k二極管發(fā)光LEDQ0Q1Q2Q3

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RDS1S0CLK74LS194A寄存助器的塞應(yīng)用夏很廣療，特扯別是債移位弦寄存蒸器，厘不僅熱可將宣串行綿數(shù)碼音轉(zhuǎn)換飄成并灰行數(shù)樸碼，池或?qū)⒋鸩⑿薪詳?shù)碼示轉(zhuǎn)換骨成串殺行數(shù)中碼，拿還可相以很盾方便醉地構(gòu)霧成移位娃寄存漏器型濫計(jì)數(shù)檔器和順序奇脈沖弊發(fā)生贈器等電摘路。6.忙3.飛2計(jì)數(shù)牛器1.計(jì)數(shù)隊(duì)：記憶蘿輸入CL置K脈沖守個(gè)數(shù)兔的操注作。2.計(jì)數(shù)逮器的緣瑞功能給：計(jì)數(shù)詳、分發(fā)頻、得定時(shí)鬼、產(chǎn)需生節(jié)繳拍脈銅沖和無進(jìn)行晝數(shù)字菜運(yùn)算象等。在數(shù)闖字電日路中搏，能銷夠記困憶輸嚷入脈生沖個(gè)在數(shù)的淘電路反稱為童計(jì)數(shù)夕器。按計(jì)修數(shù)器祝中觸去發(fā)器逢是否屢同時(shí)居翻轉(zhuǎn)同步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器按計(jì)堆數(shù)器靈容量二進(jìn)制計(jì)數(shù)器N進(jìn)制計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器3.計(jì)數(shù)表器的慰分類跑：按計(jì)向數(shù)器筑中的員數(shù)字孫增減加法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)蝴器二進(jìn)弦制計(jì)要數(shù)器十進(jìn)春制計(jì)除數(shù)器N進(jìn)制仍計(jì)數(shù)興器加法曠計(jì)數(shù)晃器同步究計(jì)數(shù)柱器異步攝計(jì)數(shù)觀器減法庭計(jì)數(shù)獨(dú)器可逆部計(jì)數(shù)腔器加法謎計(jì)數(shù)迎器減法達(dá)計(jì)數(shù)療器可逆哲計(jì)數(shù)俊器二進(jìn)刻制計(jì)慣數(shù)器十進(jìn)更制計(jì)趟數(shù)器N進(jìn)制重計(jì)數(shù)漆器··胖··鍛··一、響同步侮計(jì)數(shù)曉器同步瘦二進(jìn)肥制計(jì)芽數(shù)器①披同步駝二進(jìn)棍制加夫法計(jì)挽數(shù)器原理剃：在旬多位脹二進(jìn)券