時序邏輯電路

第6章時序邏輯電路§6.1時序邏輯電路的根本概念一般時序電路：組合電路+觸發(fā)器電路外部輸入變量X0,…,Xr-1內(nèi)部狀態(tài)變量Q0,…,Qk-1外部輸出變量Z0,…,Zm-1內(nèi)部鼓勵變量Y0,…,Yp-1由Q0,…,Qk-1的組合定義2k

個狀態(tài)輸出方程鼓勵方程狀態(tài)方程時序電路的分類輸出方程鼓勵(驅(qū)動)方程狀態(tài)方程時序電路的分類同步時序電路：所有觸發(fā)器有統(tǒng)一的時鐘信號。異步時序電路：各觸發(fā)器時鐘信號不統(tǒng)一。Moore型電路：輸出僅與狀態(tài)有關(guān)。Mealy型電路：輸出與輸入和狀態(tài)有關(guān)?！?.2同步時序電路的一般分析方法分析同步時序電路的一般步驟：分析方法和步驟：1、確定外部輸入變量(X0,X1,…,Xn+1)和內(nèi)部狀態(tài)變量(Q0,Q1,…,Qk+1)，根據(jù)組合電路寫出輸出方程gi和鼓勵方程fj。2、寫出各觸發(fā)器的特性方程(狀態(tài)方程)，將Yj代入各觸發(fā)器的特性方程，得出整個電路的狀態(tài)方程hi。3、列出狀態(tài)表(狀態(tài)轉(zhuǎn)換表)。4、畫出狀態(tài)圖，分析邏輯功能。6.2.2同步邏輯電路的分析舉例【例6.1】輸出方程鼓勵方程狀態(tài)方程狀態(tài)表狀態(tài)圖Z000010001100010001011000100101101000110010111000電路功能X=0：模3加法計數(shù)器X=1：模3減法計數(shù)器§6.3同步時序電路的設(shè)計方法6.3.1同步時序邏輯電路的設(shè)計步驟1、根據(jù)設(shè)計要求和條件作出狀態(tài)圖。2、確定觸發(fā)器數(shù)目k，假設(shè)有n個狀態(tài)，那么n≤2k，即一個觸發(fā)器對應(yīng)一個狀態(tài)變量。3、由狀態(tài)圖列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，再由卡諾圖寫出狀態(tài)方程。4、由狀態(tài)方程確定觸發(fā)器類型，得出鼓勵方程。5、根據(jù)狀態(tài)表寫出輸出方程。6、根據(jù)所得結(jié)果畫出邏輯電路圖7、討論多余狀態(tài)的影響。設(shè)計的步驟和方法：把輸入變量和狀態(tài)變量作為電路的總輸入，把輸出變量和次態(tài)作為輸出，那么狀態(tài)表就是真值表。6.3.2同步時序邏輯電路的設(shè)計舉例【例6.6】根據(jù)狀態(tài)圖設(shè)計電路狀態(tài)表卡諾圖狀態(tài)方程輸出方程鼓勵方程多余狀態(tài)邏輯圖狀態(tài)表和卡諾圖Z000000001

010100011110100100101

110110111001狀態(tài)方程、輸出函數(shù)和鼓勵函數(shù)狀態(tài)方程輸出方程鼓勵方程邏輯圖多余狀態(tài)Z000000001010010100011110100100101101110110111001§6.4計數(shù)器6.4.1同步模N計數(shù)器例：同步模7計數(shù)器6.4.2集成計數(shù)器74161CLKCTPCTT功能×0×××異步清零

10××預(yù)置×1101保持×1110保持CO=0

1111模16計數(shù)器功能表符號74161構(gòu)成六十進制計數(shù)器同步異步6.4.3異步二進制計數(shù)器1.異步二進制加法計數(shù)器其中：所有J=K=1，JK觸發(fā)器工作于計數(shù)狀態(tài)計數(shù)脈沖N從FF0輸入，當(dāng)前一個觸發(fā)器輸出從1→0時，后一個觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。工作原理FF0：每1個N的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)一次。其權(quán)位為20。FF1：每2個N的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)一次。其權(quán)位為21。FF2：每4個N的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)一次。其權(quán)位為22。FF3：每8個N的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)一次。其權(quán)位為23。異步二進制減法計數(shù)器當(dāng)前一個觸發(fā)器輸出從0→1時，后一個觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。6.4.4計數(shù)器的應(yīng)用分頻器定時器時間測量空間測量速度測量§6.5存放器1.并入-并出方式存放器存放器：存放數(shù)碼的器件，具有接收、存放和輸出的功能。存放器由觸發(fā)器構(gòu)成，一個觸發(fā)器存放一位二進制數(shù)。6.5.1移位存放器2.移位串入、串出和并出方式左移：Dsl→Q0→Q1→Q2→Q3右移：Dsr→Q3→Q2→Q1→Q03.綜合輸入輸出方式用數(shù)據(jù)選擇器〔轉(zhuǎn)換開關(guān)〕實現(xiàn)綜合功能6.5.2多功能集成存放器74194CRCPM1M0功