第四章 时序逻辑电路-1.ppt

习题5 7-1, 7-3(b), 7-6
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作者:清华大学电子工程系罗嵘




寄存器
二进制计数器
任意进制计数器
移位寄存器
移存型计数器
第四章时序逻辑电路
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第四章时序逻辑电路






组合逻辑电路:如译码器,全加器,数据选择器
时序逻辑电路:(简称时序电路)任意时刻的输出信号不仅取决于该时刻的输入信号,而且还取决于电路原来的状态,即与以前的输入信号有关,如触发器,寄存器,计数器和移位寄存器等
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输入
输出






y1
yk
Y1
Yr
z1
z2
zm
x1
x2
xn
内部输入
内部输出
组合逻辑电路
记忆电路
时序电路的特点:包含组合逻辑电路和记忆(存储)电路;在电路的结构上,具有反馈。
n个输入变量x1,x2,…xn;m个输出变量z1,z2,…zm;k个内部输入变量y1,y2,…yk,构成了时序电路的p个状态S1,S2,…Sp,p2k;r个内部输出变量Y1,Y2,…Yr。
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描述时序电路的输入变量,输出变量和电路状态之间的关系:
输出函数
zi(tj)=fi(x1(tj), x2(tj),…,xn(tj), y1(tj), y2(tj),…,yk(tj)),i=1,2,…,m
这组方程称为输出方程
激励函数
Yi(tj)=gi(x1(tj), x2(tj),…,xn(tj), y1(tj), y2(tj),…,yk(tj)),i=1,2,…,r
这组方程称为激励方程(或驱动方程)
下一个状态函数
yi(tj+1)=hi(x1(tj), x2(tj),…,xn(tj), y1(tj), y2(tj),…,yk(tj)),i=1,2,…,k
这组方程称为状态方程
时序电路可用输出方程和状态方程描述,也可用状态转换图(状态图)和状态转换表(状态表)来描述。
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根据记忆电路中存储单元状态变化的特点将时序电路分为
同步时序电路:所有存储电路中存储单元状态的变化都是在同一时钟信号操作下同时发生的。
异步时序电路:存储单元状态的变化不是同时发生的。可能有公共的时钟信号,也可能没有公共的时钟信号。
按照输出信号的不同,分为:
米利(Mealy)型电路:某时刻的输出是该时刻的输入和电路状态的函数
穆尔(Moore)型电路:某时刻的输出仅是该时刻电路状态的函数,与该时刻的输入无关,如同步计数器。
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SA
SB
SC
SD
0/0
输入x/输出z
1/0
0/0
0/0
1/0
1/1
1/0
0/0
状态图
0101序列检测器
例1
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目的:根据其逻辑图分析出该电路实现的功能
只要写出组合电路的逻辑表达式和记忆电路(触发器)的状态方程,就可得到时序电路的状态方程和输出方程,然后可用状态表和图来分析电路的功能。
时序电路逻辑图
触发器的激励函数
时序电路的状态方程
触发器的状态方程
组合电路的外部输出方程
组合电路的内部输出方程
时序电路的输出方程
状态转换表(图)
分析步骤
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触发器的激励函数
时序电路的状态方程
JK触发器的状态方程
时序电路的输出方程
整理得
x
1J
1K
C1
Q1
1
1J
1K
C1
Q2
2
&
&
1
1
J1
J2
K1
K2
时钟
z
例2
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两个触发器可以有四种状态Q1Q2=00,01,10,11,将n时刻的现在状态和n时刻的现在输入代入时序电路的状态方程和输出方程,可得到n+1下一时刻的状态和n时刻的输出,从而列出代码形式的状态表()
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作者