6時(shí)序邏輯電路學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)16時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路第2頁(yè)/共111頁(yè)第1頁(yè)/共111頁(yè)初態(tài)為0初態(tài)為1相應(yīng)的輸出相應(yīng)的輸出同或：相同為1不同為0。第3頁(yè)/共111頁(yè)第2頁(yè)/共111頁(yè)第4頁(yè)/共111頁(yè)第3頁(yè)/共111頁(yè)T觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0：T觸發(fā)器的初始狀態(tài)為1：第5頁(yè)/共111頁(yè)第4頁(yè)/共111頁(yè)圖6-1-3 時(shí)序邏輯電路的結(jié)構(gòu)框圖第6頁(yè)/共111頁(yè)第5頁(yè)/共111頁(yè)第7頁(yè)/共111頁(yè)第6頁(yè)/共111頁(yè)解：1、驅(qū)動(dòng)方程2、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程3第8頁(yè)/共111頁(yè)第7頁(yè)/共111頁(yè)113213211231232132132131nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnQQ QQQ Q QCPQQ QQQQCPQQ

2、 QQQQCPZQ Q3第9頁(yè)/共111頁(yè)第8頁(yè)/共111頁(yè)(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(4)工作波形第10頁(yè)/共111頁(yè)第9頁(yè)/共111頁(yè)仿真結(jié)果仿真結(jié)果第11頁(yè)/共111頁(yè)第10頁(yè)/共111頁(yè)寄存器寄存器/移位寄存器移位寄存器1、數(shù)碼寄存器4位寄存器第12頁(yè)/共111頁(yè)第11頁(yè)/共111頁(yè)8D鎖存器8D上升延D觸發(fā)器第13頁(yè)/共111頁(yè)第12頁(yè)/共111頁(yè)8位鎖存器Hysteresis：滯后作用第14頁(yè)/共111頁(yè)第13頁(yè)/共111頁(yè)Ambient：周圍的第15頁(yè)/共111頁(yè)第14頁(yè)/共111頁(yè)2、移位寄存器、移位寄存器A、左移移位寄存器狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程第16頁(yè)/共111頁(yè)第15頁(yè)/共111頁(yè)第17頁(yè)/共

3、111頁(yè)第16頁(yè)/共111頁(yè)第18頁(yè)/共111頁(yè)第17頁(yè)/共111頁(yè)雙向移位寄存器狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：第19頁(yè)/共111頁(yè)第18頁(yè)/共111頁(yè)1433134242123131112210nnnnnnnnnnnnnnnnMMQMAM QAQQMQM QQQQMQM QQQQMQM BQB右移左移雙向移位寄存器狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：第20頁(yè)/共111頁(yè)第19頁(yè)/共111頁(yè)1433134242123131112210nnnnnnnnnnnnnnnnMMQMAM QAQQMQM QQQQMQM QQQQMQM BQB右移左移雙向移位寄存器狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：第21頁(yè)/共111頁(yè)第20頁(yè)/共111頁(yè)74LS164：8位串并

4、轉(zhuǎn)換器位串并轉(zhuǎn)換器第22頁(yè)/共111頁(yè)第21頁(yè)/共111頁(yè)第23頁(yè)/共111頁(yè)第22頁(yè)/共111頁(yè)第24頁(yè)/共111頁(yè)第23頁(yè)/共111頁(yè)第25頁(yè)/共111頁(yè)第24頁(yè)/共111頁(yè)第26頁(yè)/共111頁(yè)第25頁(yè)/共111頁(yè)D第27頁(yè)/共111頁(yè)第26頁(yè)/共111頁(yè)M=0時(shí)：第28頁(yè)/共111頁(yè)第27頁(yè)/共111頁(yè)注：取樣脈沖寬度應(yīng)大于時(shí)鐘寬度，確保并入的完成。注：取樣脈沖寬度應(yīng)大于時(shí)鐘寬度，確保并入的完成。1121324354InnnnDDDQDQDQDQM=0時(shí)：第29頁(yè)/共111頁(yè)第28頁(yè)/共111頁(yè)第30頁(yè)/共111頁(yè)第29頁(yè)/共111頁(yè)(4)計(jì)數(shù)分頻計(jì)數(shù)分頻延遲時(shí)間td=nTcp第31頁(yè)/

5、共111頁(yè)第30頁(yè)/共111頁(yè)74LS195第32頁(yè)/共111頁(yè)第31頁(yè)/共111頁(yè)13321221111010000/:aDaaDaaDaaDa(J)nnnnnnnnnaSH LDQQQQQQQQKQ移位/鎖存第33頁(yè)/共111頁(yè)第32頁(yè)/共111頁(yè)第34頁(yè)/共111頁(yè)第33頁(yè)/共111頁(yè)第35頁(yè)/共111頁(yè)第34頁(yè)/共111頁(yè)Overriding:高于一切的第36頁(yè)/共111頁(yè)第35頁(yè)/共111頁(yè)F：Fast第37頁(yè)/共111頁(yè)第36頁(yè)/共111頁(yè)第38頁(yè)/共111頁(yè)第37頁(yè)/共111頁(yè)第39頁(yè)/共111頁(yè)第38頁(yè)/共111頁(yè)第40頁(yè)/共111頁(yè)第39頁(yè)/共111頁(yè)第41頁(yè)/共111頁(yè)第4

6、0頁(yè)/共111頁(yè)第42頁(yè)/共111頁(yè)第41頁(yè)/共111頁(yè)功能：分類：同步計(jì)數(shù)器異步計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器可逆計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù)器非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器第43頁(yè)/共111頁(yè)第42頁(yè)/共111頁(yè)第44頁(yè)/共111頁(yè)第43頁(yè)/共111頁(yè)解：第45頁(yè)/共111頁(yè)第44頁(yè)/共111頁(yè)1432141413213213124121211141nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnQQ Q Q QQ QQQ Q QQ Q QQQ Q QQ QQQZQ Q第46頁(yè)/共111頁(yè)第45頁(yè)/共111頁(yè)第47頁(yè)/共111頁(yè)第46頁(yè)/共111頁(yè)第48頁(yè)/共111頁(yè)第47頁(yè)/共111頁(yè)第49頁(yè)/共111頁(yè)第48頁(yè)/共1

7、11頁(yè)第50頁(yè)/共111頁(yè)第49頁(yè)/共111頁(yè)第51頁(yè)/共111頁(yè)第50頁(yè)/共111頁(yè)第52頁(yè)/共111頁(yè)第51頁(yè)/共111頁(yè)Spike：毛刺Ripple：波紋第53頁(yè)/共111頁(yè)第52頁(yè)/共111頁(yè)第54頁(yè)/共111頁(yè)第53頁(yè)/共111頁(yè)74LS190/1第55頁(yè)/共111頁(yè)第54頁(yè)/共111頁(yè)應(yīng)為serial第56頁(yè)/共111頁(yè)第55頁(yè)/共111頁(yè)第57頁(yè)/共111頁(yè)第56頁(yè)/共111頁(yè)第58頁(yè)/共111頁(yè)第57頁(yè)/共111頁(yè) （1）寫出時(shí)鐘、輸出、驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘、輸出、驅(qū)動(dòng)方程。 （2）得到各個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)方程狀態(tài)方程。 （3）計(jì)算狀態(tài)表狀態(tài)表。 （4）畫狀態(tài)圖、時(shí)序圖狀態(tài)圖、時(shí)序圖。第59頁(yè)

8、/共111頁(yè)第58頁(yè)/共111頁(yè)置位PRN：preset not解：狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：第60頁(yè)/共111頁(yè)第59頁(yè)/共111頁(yè)序號(hào) S(t) N(t) Q4 Q3 Q2 Q1 Q4 Q3 Q2 Q10 0 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 1 0 0 1 02 0 0 1 0 0 0 1 13 0 0 1 1 0 1 0 04 0 1 0 0 0 1 0 15 0 1 0 1 0 1 1 06 0 1 1 0 0 1 1 17 0 1 1 1 1 0 0 08 1 0 0 0 1 0 0 19 1 0 0 1 1 0 1 010 1 0 1 0 1 0 1 111 1 0 1 1 1 1

9、0 012 1 1 0 0 1 1 0 113 1 1 0 1 1 1 1 014 1 1 1 0 1 1 1 115 1 1 1 1 0 0 0 0111122113321443nnnnnnnnQQCPQQQQQQQQQ電路簡(jiǎn)單速度慢第61頁(yè)/共111頁(yè)第60頁(yè)/共111頁(yè)111122113321443nnnnnnnnQQCPQQQQQQQQQ第62頁(yè)/共111頁(yè)第61頁(yè)/共111頁(yè)解：驅(qū)動(dòng)方程，時(shí)鐘方程：狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：第63頁(yè)/共111頁(yè)第62頁(yè)/共111頁(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表：波形圖：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：第64頁(yè)/共111頁(yè)第63頁(yè)/共111頁(yè)第65頁(yè)/共111頁(yè)第64頁(yè)/共111頁(yè)清零輸入置9輸入SRT

10、觸發(fā)器JK觸發(fā)器RS觸發(fā)器第66頁(yè)/共111頁(yè)第65頁(yè)/共111頁(yè)0123第67頁(yè)/共111頁(yè)第66頁(yè)/共111頁(yè)第68頁(yè)/共111頁(yè)第67頁(yè)/共111頁(yè)Q0Q3Q2Q1第69頁(yè)/共111頁(yè)第68頁(yè)/共111頁(yè)第70頁(yè)/共111頁(yè)第69頁(yè)/共111頁(yè)第71頁(yè)/共111頁(yè)第70頁(yè)/共111頁(yè)第72頁(yè)/共111頁(yè)第71頁(yè)/共111頁(yè)第73頁(yè)/共111頁(yè)第72頁(yè)/共111頁(yè)第74頁(yè)/共111頁(yè)第73頁(yè)/共111頁(yè)同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)的方程。（5）檢查電路能否自啟動(dòng)。如不能自啟動(dòng),則進(jìn)行修改。（6）畫邏輯圖并實(shí)現(xiàn)電路。第75頁(yè)/共111頁(yè)第74頁(yè)/共111頁(yè)解：解：1、建立原始狀態(tài)圖/狀態(tài)表輸入：X

11、0/1輸出：Z 0/1需記憶3個(gè)狀態(tài)，共8中情況，000 100 010110 001 101 011 111，標(biāo)記為ABCD EFGH。第76頁(yè)/共111頁(yè)第75頁(yè)/共111頁(yè)2、狀態(tài)化簡(jiǎn)等價(jià)：輸出相同 狀態(tài)轉(zhuǎn)移效果相同狀態(tài)轉(zhuǎn)移效果相同：次態(tài) 或相同（直接等價(jià)） 或交錯(cuò) 或循環(huán)（隱含等價(jià)） 或等價(jià)a、尋找全部等價(jià)狀態(tài)對(duì)直接等價(jià)對(duì)：AE、BF、CG隱含等價(jià)對(duì)：AC、AG、CE、EG第77頁(yè)/共111頁(yè)第76頁(yè)/共111頁(yè)b、尋找最大等價(jià)類（集合）集合中任意兩狀態(tài)均等價(jià)ACEG、BF等價(jià)對(duì)：AE、BF、CG 、AC、AG、CE、EG第78頁(yè)/共111頁(yè)第77頁(yè)/共111頁(yè)c、等價(jià)類集覆蓋：包含所

12、有原始狀態(tài)閉：包含隱含條件種類最少（ACEG）（BF）（D）（H）d、狀態(tài)合并（ACEG）（BF）（D）（H）abdh第79頁(yè)/共111頁(yè)第78頁(yè)/共111頁(yè)d、狀態(tài)合并（ACEG）（BF）（D）（H）abdh第80頁(yè)/共111頁(yè)第79頁(yè)/共111頁(yè)第81頁(yè)/共111頁(yè)第80頁(yè)/共111頁(yè)用編碼來(lái)代表狀態(tài)次態(tài)相同，相鄰初態(tài)相同，相鄰輸出相同，相鄰abdh00011110第82頁(yè)/共111頁(yè)第81頁(yè)/共111頁(yè)采用JK觸發(fā)器第83頁(yè)/共111頁(yè)第82頁(yè)/共111頁(yè)6、邏輯圖、邏輯圖第84頁(yè)/共111頁(yè)第83頁(yè)/共111頁(yè)例6.6 設(shè)計(jì)模6同步計(jì)數(shù)器解：6個(gè)狀態(tài)，需3個(gè)觸發(fā)器，令：S0=000,

13、S1=001, S2=011,S3=111, S4=110, S5=100,可得狀態(tài)轉(zhuǎn)移表：第85頁(yè)/共111頁(yè)第84頁(yè)/共111頁(yè)第86頁(yè)/共111頁(yè)第85頁(yè)/共111頁(yè)檢查偏移狀態(tài)：無(wú)法自啟動(dòng)。令101011,則采用D觸發(fā)器：第87頁(yè)/共111頁(yè)第86頁(yè)/共111頁(yè)邏輯電路圖：32211321nnnnnDQDQDQQ Q第88頁(yè)/共111頁(yè)第87頁(yè)/共111頁(yè)解：最多7個(gè)狀態(tài)，需3個(gè)觸發(fā)器，令：S0=000, S1=001, S2=011,S3=110, S4=101, S5=010, S5=100,可得狀態(tài)轉(zhuǎn)移表：第89頁(yè)/共111頁(yè)第88頁(yè)/共111頁(yè)第90頁(yè)/共111頁(yè)第89頁(yè)/共1

14、11頁(yè)檢查自啟動(dòng)特性：132121113232321nnnnnnnnnnnnQQQQQQ QM Q QZQ Q Q第91頁(yè)/共111頁(yè)第90頁(yè)/共111頁(yè)采用JK觸發(fā)器：第92頁(yè)/共111頁(yè)第91頁(yè)/共111頁(yè)電路：3232212113232132,nnnnnnnnnnJQKQJQKQJQ QM Q QKQ Q第93頁(yè)/共111頁(yè)第92頁(yè)/共111頁(yè)第94頁(yè)/共111頁(yè)第93頁(yè)/共111頁(yè)第95頁(yè)/共111頁(yè)第94頁(yè)/共111頁(yè)選擇時(shí)鐘原則:狀態(tài)變化變化時(shí),必須有時(shí)鐘不發(fā)生變化,最好最好沒(méi)有的時(shí)鐘選擇時(shí)鐘對(duì)象:外部時(shí)鐘觸發(fā)器的Q端和Q端異步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)異步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)第96頁(yè)/共1

15、11頁(yè)第95頁(yè)/共111頁(yè),8.根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程和時(shí)鐘方程畫邏輯圖,實(shí)現(xiàn)電路。異步電路設(shè)計(jì)步驟異步電路設(shè)計(jì)步驟第97頁(yè)/共111頁(yè)第96頁(yè)/共111頁(yè)解：S0S9：00001001第98頁(yè)/共111頁(yè)第97頁(yè)/共111頁(yè)1、選擇時(shí)鐘觸發(fā)器1：CP觸發(fā)器2：Q1觸發(fā)器3：Q2觸發(fā)器4：Q12、狀態(tài)化簡(jiǎn)第99頁(yè)/共111頁(yè)第98頁(yè)/共111頁(yè)3、卡諾圖第100頁(yè)/共111頁(yè)第99頁(yè)/共111頁(yè)4、檢驗(yàn)是否可以自啟動(dòng)S(t) N(t)1010 10111011 01001100 11011101 01001110 11111111 10001432113321242111141nnnnnnnnnnnnQ

16、Q QQQQQQQ QQQQCPZQ Q第101頁(yè)/共111頁(yè)第100頁(yè)/共111頁(yè)5、畫邏輯電路圖1432113321242111141nnnnnnnnnnnnQQ QQQQQQQ QQQQCPZQ Q第102頁(yè)/共111頁(yè)第101頁(yè)/共111頁(yè)1、復(fù)位法例6.9 用4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模10計(jì)數(shù)器解：第103頁(yè)/共111頁(yè)第102頁(yè)/共111頁(yè)第104頁(yè)/共111頁(yè)第103頁(yè)/共111頁(yè)第105頁(yè)/共111頁(yè)第104頁(yè)/共111頁(yè)例6.10 用4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS161實(shí)現(xiàn)模10計(jì)數(shù)器解：第106頁(yè)/共111頁(yè)第105頁(yè)/共111頁(yè)例6.11 用4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS161實(shí)現(xiàn)模12計(jì)數(shù)器。要求從0000開始。解：Q3nQ2nQ1nQ0n0 0 1 10 1 0 00 1 0 1 0 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10