精品立邦漆色卡电子版.doc

概述
第 5 章时序逻辑电路
寄存器和移位寄存器
计数器
时序逻辑电路的分析方法
本章小结
同步时序逻辑电路的设计
概述
时序逻辑电路的特点
任何时刻的输出不仅取决于该时刻的输入信号,而且与电路原有的状态有关。
逻辑功能特点:
电路结构特点:
由存储电路和组合逻辑电路组成。
时序逻辑电路的类型
同步时序逻辑电路
异步时序逻辑电路
所有触发器的时钟端连在一起。所有触发器在同一个时钟脉冲 CP 控制下同步工作。
时钟脉冲 CP 只触发部分触发器,其余触发器由电路内部信号触发。因此,触发器不在同一时钟作用下同步工作。
典型电路
集成寄存器、集成移位寄存器、集成计数器。
和第三章介绍组合逻辑电路的典型电路一样,我们讲解的典型电路只是起一个抛砖引玉的作用,目的是希望大家会通过查手册使用更多的器件。
本章的总体结构
分析
设计
SSI
MSI
SSI
MSI
主要要求:
掌握同步时序逻辑电路的分析方法,了解异
步时序逻辑电路的分析方法。
理解时钟方程、驱动方程、输出方程、状态
方程、状态转换真值表、状态转换图和时序
图等概念及求取方法。
时序逻辑电路的分析方法
将驱动方程代入相应触发器的特性方程中所得到的方程
一、同步时序逻辑电路的分析方法
基本步骤:
1. 根据给定的电路,写出它的输出方程和驱动方程,并求 状态方程。
时序电路的输出逻辑表达式。
各触发器输入信号的逻辑表达式。
2. 列状态转换真值表。
简称状态转换表,是反映电路状态转换的规律与条件的表格。
方法:将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程进行计算,求出相应的次态和输出,从而列出状态转换表。
如现态起始值已给定,则从给定值开始计算。如没有给定,则可设定一个现态起始值依次进行计算。
3. 分析逻辑功能。
根据状态转换真值表来说明电路逻辑功能。
4. 画状态转换图和时序图。
用圆圈及其内的标注表示电路的所有稳态,用箭头表示状态转换的方向,箭头旁的标注表示状态转换的条件,从而得到的状态转换示意图。
在时钟脉冲 CP作用下,各触发器状态变化的波形图。
3. 分析逻辑功能。
4. 画状态转换图和时序图。
一、同步时序逻辑电路的分析方法
基本步骤:
1. 根据给定的电路,写出它的输出方程和驱动方程,
并求状态方程。
2. 列状态转换真值表。
C1
1J
1K
R
C1
1J
1K
R
C1
1J
1K
R
FF0
FF1
FF2
Q0
Q1
Q2
Q2
Y
CP
RD
1
[例] 试分析图示电路的逻辑功能,并画出状态转换图 和时序图。
解:这是时钟 CP 下降沿触发的同步时序电路,
CP
C1
C1
C1
分析时不必考虑时钟信号。
RD
R
R
R
电路工作前加负脉冲清零;工作时应置 RD = 1。
分析如下:
分析举例
C1
1J
1K
R
C1
1J
1K
R
C1
1J
1K
R
FF0
FF1
FF2
Q0
Q1
Q2
Q2
Y
CP
RD
1
Q2n
Y = Q2n Q0n
1J
1K
Q0n
&
&
Q2n
1J
Q1n
1K
&
Q0n
J2 = Q1n Q0n ,
J0 = K0 = 1
J1 = K1 = Q2n Q0n
K2 = Q0n
1J
1K
1
1. 写方程式
(1) 输出方程
(2) 驱动方程
Q0n
代入 J2 = Q1n Q0n ,K2 = Q0n
Q0n+1 = J0 Q0n + K0 Q0n
= 1 Q0n + 1 Q0n = Q0n
Q1n+1 = J1 Q1n + K1 Q1n
= Q2n Q0n
Q2n+1 = J2 Q2n + K2 Q2n
= Q1n Q0n Q2n + Q0n Q2n
J0
K0
J1
K1
J2
K2
(3) 状态方程
代入 J0 = K0 = 1
代入 J1 = K1 = Q2n Q0n
2. 列状态转换真值表
设电路初始状态为 Q2 Q1 Q0 = 000,则
0
0
0
1
0
0
0
Y
Q0n+1
Q1n+1
Q2n+1
Q0n
Q1n
Q2n
输出
次态
现态
将现态代入状态方程求次态:
Q0n+1 = Q0n = 0 = 1 Q1n+1 = Q2n Q0n Q1n = 0 · 0 0 = 0 Q2n+1 = Q1n Q0n Q2n + Q0n Q2n = 0 · 0 · 0 + 0 · 0 = 0
将现态代入输出方程求 Y
Y = Q2