时序逻辑电路小结.ppt
6.时序逻辑电路,1.时序逻辑电路电路特点组合电路+存储电路在任意时刻的状态变量不仅是当前输入信号的函数，而且是电路以前状态的函数在任意时刻的输出信号不仅与该当前的输入信号有关，而且与电路当前的状态有关输出方程：O=f(I,S)激励方程：E=g(I,S)状态方程：Sn+1=h(E,Sn)同步时序逻辑，异步时序逻辑逻辑功能表达逻辑方程组、状态表、状态图（图例）、时序图,6.时序逻辑电路,2.时序逻辑电路分析读图、识图的过程对给定时序电路，分析其在输入信号和时钟作用下，其状态和输出信号变化的规律，进而理解电路逻辑功能和工作特性关键：找出电路状态和输出随输入变化而变化的规律分析过程主要表现形式：时序电路逻辑功能由其状态和输出信号的变化规律呈现出来，所以，分析过程主要是列出电路状态表或画出状态图、时序图Mealy型时序电路电路输出是输入变量与触发器状态的函数输出与输入有直接关系Moore型时序电路电路输出是触发器状态的函数输出与输入无直接关系,6.时序逻辑电路,2.时序逻辑电路分析基本步骤1.了解电路组成：电路的输入、输出信号、触发器类型等2.根据给定逻辑电路图，列逻辑方程组对应每个输出变量导出输出方程，组成输出方程组对应各触发器每个输入变量导出激励方程，组成激励方程组将每个触发器的驱动方程代入相应触发器特性方程，得各触发器状态方程，组成状态方程组 3.根据状态方程组和输出方程组，列出电路的状态表，画出状态图，或拟定一典型输入序列画出时序图4.确定电路的逻辑功能，并用文字描述电路逻辑功能,6.时序逻辑电路,3.时序逻辑电路设计时序逻辑电路设计是时序逻辑电路分析的逆过程设计目标：使用尽可能少触发器和逻辑门基本步骤(1).根据给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表；明确电路的输入条件和相应的输出要求，分别确定输入变量和输出变量的数目和符号找出所有可能的状态和状态转换之间的关系建立原始状态图。首先确定初始状态，然后从初始状态出发考虑在各种输入作用下状态的转移和输出响应，根据需要记忆的信息增加新的状态，只有当某个状态下输入信号作用的结果不能用已有状态表示时，才增加新状态根据原始状态图建立原始状态表(2).状态化简求出最简状态表合并等价状态，消去多余状态的过程称为状态化简等价状态：在相同的输入下有相同的输出，并转换到同一个次态去的两个状态称为等价状态,6.时序逻辑电路,3.时序逻辑电路设计基本步骤(3).状态编码(状态分配)给每个状态赋以二进制代码的过程根据状态数确定触发器个数2n-1M2n 其中 M为状态数；n为触发器的个数(4).选择触发器类型，求出电路的激励方程和输出方程(5).画出逻辑图并检查自启动能力有些设计中会出现无效状态，当电路上电后有可能陷入无效状态而不能退出，因此最后要检查电路是否有自启动能力，如果不能自启动，要修改设计,6.时序逻辑电路,4.典型时序逻辑集成电路移位寄存器LSBMSB：从左到右，从上到下左移、右移 74HC/HCT194：多功能双向移位寄存器左移、右移、并行输入、并行输出、串行输入异步二进制计数器纹波计数器（各级延时）各级输出构成分频器74HC/HCT393：双四位异步二进制计数器,6.时序逻辑电路,4.典型时序逻辑集成电路同步二进制计数器触发器同时翻转，速度快，无纹波74LVC161：同步二进制加计数器并行数据同步预置、异步清零、左移、右移、并行输入、并行输出、串行输入非二进制计数器纹波计数器（各级延时）各级输出构成分频器74HC/HCT390：双异步二十进制计数器,6.时序逻辑电路,4.典型时序逻辑集成电路任意进制（N）计数器采用M进制集成计数器实现反馈清零法反馈置数法进制扩展（NM）进位控制,学习要点：*时序逻辑电路特点、分类*时序逻辑电路的描述方法和分析：*方程组/*状态转换表、状态转换图/*时序图/*分析功能*集成逻辑器件功能及应用*集成计数器（LS160/LS161）功能及应用/*集成寄存器要求：*时序逻辑电路特点、分类(计数器,寄存器)*时序逻辑电路的分析与设计（分析：写方程组，列状态转换图,电路功能（N进制、环型、扭环型、移位）)（设计：列状态转换表，次态卡诺图，写状态方程，写驱动方程（D/JK），画触发器电路图）*用集成计数器设计任意进制计数器（LD端、RD端，含多片）*由功能表分析器件功能,返回,时序电路的分析,例题1:分析如图所示电路的逻辑功能。例题2:三个D触发器构成时序电路如下图所示。要求：写出状态方程，状态转换图，说明该时序电路的逻辑功能。设初态Q1 Q2 Q3=100 状态转换图：Q1 Q2 Q3,返回,第六章 例题1,例题1:试分析如图所示电路的逻辑功能。解:1.驱动方程和状态方程 2.波形图,返回,第六章 例题2,例题2:三个D触发器构成时序电路如下图所示。要求：写出状态方程，状态转换图，说明该时序电路的逻辑功能。设初态Q1Q2Q3=100（若设初态Q1Q2Q3=110）解:1.状态方程 状态转换图：,返回,第六章 时序逻辑电路-集成计数器（复习）,集成计数器功能 集成计数器74LS161_十六进制加法计数器 集成计数器74LS160_十进制加法计数器集成计数器构成任意进制计数器 同步置数端（LD）与 异步清零端（RD）,返回,集成计数器_分析与设计,分析:集成计数器74LS161(/74LS160)构成电路如图所示,分析电路的逻辑功能,写出电路的状态转换图.,返回,设计:用74LS161设计一个七进制计数器(分别用同步置数端LD端和异步清零端R端实现),第六章 时序逻辑电路-例题,例题：2个D触发器构成时序电路如下图所示。要求：写出状态方程，状态转换图，说明该时序电路的逻辑功能。设初态Q1Q2=10例题：用74LS161设计一个九进制和十二进制计数器(分别用同步置数端LD端和异步清零端RD端实现)例题：设计一个二十九进制的计数器（串行/并行、整体置数/整体置零法）,返回,
