數(shù)字電路講義第六章w

1、第六章第六章 時序邏輯電路時序邏輯電路 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、時序電路（一、時序電路（Sequence Circuit）框圖框圖第六章第六章 時序邏輯電路時序邏輯電路 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、時序電路（一、時序電路（Sequence Circuit）框圖框圖tn 、 tn+1的含義的含義X、Z、W、Y ？XZWY電路的描述：電路的描述：第一節(jié)第一節(jié) 概述概述二、時序電路的分類二、時序電路的分類 同步時序邏輯電路：所有觸發(fā)器共用同一個時鐘同步時序邏輯電路：所有觸發(fā)器共用同一個時鐘 異步時序邏輯電路：異步時序邏輯電路： 摩爾型摩爾型Moore： 無外部輸入，即狀態(tài)機無外部輸入，即狀態(tài)機 米里

2、型米里型Mealy： 有外部輸入有外部輸入按時鐘按時鐘分類分類按輸入按輸入分類分類第六章第六章 時序邏輯電路時序邏輯電路 第二節(jié)第二節(jié) 同步時序電路的分析同步時序電路的分析分析出電路的功能分析出電路的功能是什么？是什么？第六章第六章 時序邏輯電路時序邏輯電路 第二節(jié)第二節(jié) 同步時序電路的分析同步時序電路的分析波形分析波形分析步驟：步驟： 1.觀察電路，寫出電路存儲器中各觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù)觀察電路，寫出電路存儲器中各觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù) 2.由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)方程方程 3.

3、列出狀態(tài)轉換表列出狀態(tài)轉換表 4.畫出相應的狀態(tài)轉換圖畫出相應的狀態(tài)轉換圖 5.視需要畫出電路的輸入輸出對應波形圖視需要畫出電路的輸入輸出對應波形圖 6.最后判斷電路的邏輯功能最后判斷電路的邏輯功能 對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連接電路對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的功能直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的功能例例6-9 試分析圖試分析圖6-61所示由所示由JK觸發(fā)器構成的時序電路，列出觸發(fā)器構成的時序電路，列出其狀態(tài)轉換表和轉換圖，并說明其邏輯功能。其狀態(tài)轉換表和轉換圖，并說明其邏輯功能。分析的目

4、的：歸納總結分析的目的：歸納總結Q3Q2Q1Q0的變化規(guī)律的變化規(guī)律步驟：步驟： 1.觀察電路，寫出電路存儲器中各觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路觀察電路，寫出電路存儲器中各觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù)輸出函數(shù) 2.由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)方程即新的狀態(tài)方程 3.列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表 4.畫出相應的狀態(tài)轉換圖畫出相應的狀態(tài)轉換圖 5.視需要畫出電路的輸入輸出波形圖視需要畫出電路的輸入輸出波形圖 6.最后判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點最后判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點 對中規(guī)模功能塊構成的電路，

5、可根據(jù)這類器件的功能表和對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的功能功能步驟：步驟： 1.觀察電路，寫出電路存儲器中各觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路觀察電路，寫出電路存儲器中各觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù)輸出函數(shù) 步驟：步驟： 1.觀察電路，寫出電路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路觀察電路，寫出電路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù)輸出函數(shù) 2.由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)方程即新的狀態(tài)方程 3.列出狀態(tài)

6、狀態(tài)轉換表列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表 4.畫出相應的狀態(tài)轉換圖畫出相應的狀態(tài)轉換圖 5.視需要畫出電路的輸入輸出波形圖視需要畫出電路的輸入輸出波形圖 6.最后判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點最后判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點 對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的功能功能2. 求激勵函數(shù)，狀態(tài)方程求激勵函數(shù)，狀態(tài)方程J0 = 1 K0= 1 J1= Q0 +Q3Q2 K1= Q0J2 = Q1Q0K2= Q3 +Q1Q0J3 = Q2Q

7、1Q0K3= Q2Qn+1= J Q n + K Q n Q0n+1 = Q0n Q1n+1 = Q2nQ3nQ1n+Q0nQ1nQ2n+1 = Q1nQ0nQ2n + Q3nQ1nQ0nQ2nQ3n+1 = Q2nQ1nQ0nQ3n+Q2nQ3n步驟：步驟： 1.觀察電路，寫出電路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路觀察電路，寫出電路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù)輸出函數(shù) 2.由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)方程即新的狀態(tài)方程 3.列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表 4.畫出相應的狀態(tài)轉換圖畫出相應的狀態(tài)轉

8、換圖 5.視需要畫出電路的輸入輸出波形圖視需要畫出電路的輸入輸出波形圖 6.最后判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點最后判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點 對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的功能功能 3.列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)次態(tài)次態(tài)按列按列填表填表步驟：步驟： 1.觀察電路，寫出電路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路觀察電路，寫出電路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù)輸出函數(shù) 2.由觸發(fā)器的特征方程和激勵

9、函數(shù)求出存儲器的輸出方程，由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)方程即新的狀態(tài)方程 3.列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表 4.畫出相應的狀態(tài)轉換圖畫出相應的狀態(tài)轉換圖 5.視需要畫出電路的輸入輸出波形圖視需要畫出電路的輸入輸出波形圖 6.最后判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點最后判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點 對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的功能功能4 狀態(tài)圖狀態(tài)圖步驟：步驟： 1.觀察電路，寫出電

10、路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路觀察電路，寫出電路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù)輸出函數(shù) 2.由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)方程即新的狀態(tài)方程 3.列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表列出狀態(tài)狀態(tài)轉換表 4.畫出相應的狀態(tài)轉換圖畫出相應的狀態(tài)轉換圖 5.視需要畫出電路的輸入輸出波形圖視需要畫出電路的輸入輸出波形圖 6. 判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點，是否能自啟動判斷電路的邏輯功能，并評述其優(yōu)缺點，是否能自啟動 對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連

11、接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的功能功能6 判斷電路的邏輯功能判斷電路的邏輯功能余余3碼模十計數(shù)器碼模十計數(shù)器可以自啟動可以自啟動工作循環(huán)工作循環(huán)什么類型？什么類型？同步時序電路同步時序電路米里型米里型1.激勵函數(shù)激勵函數(shù) 輸出函數(shù)輸出函數(shù)輸出與輸入有組合關系輸出與輸入有組合關系2.狀態(tài)轉換表狀態(tài)轉換表填表填表順序順序3.狀態(tài)圖狀態(tài)圖110檢測檢測4.波形圖波形圖第六章第六章 時序邏輯電路時序邏輯電路 第三節(jié)第三節(jié) 同步時序電路的設計同步時序電路的設計例：設計例：設計110檢測器檢測器分析步驟：分析步驟： 1.觀察電路，寫出電路存儲

12、器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù)觀察電路，寫出電路存儲器中個觸發(fā)器的激勵函數(shù)、電路輸出函數(shù) 2.由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)方程由觸發(fā)器的特征方程和激勵函數(shù)求出存儲器的輸出方程，即新的狀態(tài)方程 3.列出狀態(tài)轉換表列出狀態(tài)轉換表 4.畫出相應的狀態(tài)轉換圖畫出相應的狀態(tài)轉換圖 5.視需要畫出電路的輸入輸出對應波形圖視需要畫出電路的輸入輸出對應波形圖 6.最后判斷電路的邏輯功能最后判斷電路的邏輯功能 對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連接電路直接列對中規(guī)模功能塊構成的電路，可根據(jù)這類器件的功能表和外部連接電路直接列出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路

13、的功能出狀態(tài)轉換表，從而判斷整個電路的功能第六章第六章 時序邏輯電路時序邏輯電路 第三節(jié)第三節(jié) 同步時序電路的設計同步時序電路的設計設計步驟：設計步驟：1.設置輸入、輸出變量設置輸入、輸出變量2.建立轉換狀態(tài)圖，確定觸發(fā)器數(shù)目建立轉換狀態(tài)圖，確定觸發(fā)器數(shù)目3.列狀態(tài)轉換表列狀態(tài)轉換表4.確定觸發(fā)器類型，求出激勵方程，求輸出方程確定觸發(fā)器類型，求出激勵方程，求輸出方程5.畫邏輯圖畫邏輯圖6.討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動例：設計例：設計110檢測器檢測器第三節(jié)第三節(jié) 同步時序電路的設計同步時序電路的設計一、狀態(tài)圖的建立一、狀態(tài)圖的建立例：試建立例：試建立111序列檢測器

14、狀態(tài)圖，連續(xù)輸入序列檢測器狀態(tài)圖，連續(xù)輸入3個或個或3個個以上的以上的1，電路的輸出為，電路的輸出為1，否則輸出為，否則輸出為0。 米利型（米利型（Mealy）：）：莫爾型（莫爾型（Moore）：）：解：解：1. 設輸入、輸出變量設輸入、輸出變量 2. 建立狀態(tài)圖（狀態(tài)圖設置和建立），狀態(tài)化簡建立狀態(tài)圖（狀態(tài)圖設置和建立），狀態(tài)化簡 3. 電路設計電路設計第三節(jié)第三節(jié) 同步時序電路的設計同步時序電路的設計二、設計電路二、設計電路 例：試設計例：試設計1011序列檢測電路序列檢測電路 。 01011CPXZ第三節(jié)第三節(jié) 同步時序電路的設計同步時序電路的設計設計步驟：設計步驟：1.設置輸入、輸出變

15、量設置輸入、輸出變量2.建立轉換狀態(tài)圖，確定觸發(fā)器數(shù)目建立轉換狀態(tài)圖，確定觸發(fā)器數(shù)目3.列狀態(tài)轉換表列狀態(tài)轉換表4.確定觸發(fā)器類型，求出激勵方程，求輸出方程確定觸發(fā)器類型，求出激勵方程，求輸出方程5.畫邏輯圖畫邏輯圖6.討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動設設A為初態(tài)，輸入為初態(tài)，輸入00設設B狀態(tài)為輸入狀態(tài)為輸入1設設C狀態(tài)為輸入狀態(tài)為輸入10設設D狀態(tài)為輸入狀態(tài)為輸入101第三節(jié)第三節(jié) 同步時序電路的設計同步時序電路的設計設計步驟：設計步驟：1.設置輸入、輸出變量設置輸入、輸出變量2.建立轉換狀態(tài)圖，確定觸發(fā)器數(shù)目建立轉換狀態(tài)圖，確定觸發(fā)器數(shù)目3.列狀態(tài)轉換表列狀態(tài)轉換

16、表4.求輸出方程，畫邏輯圖求輸出方程，畫邏輯圖5.討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動第三節(jié)第三節(jié) 同步時序電路的設計同步時序電路的設計第三節(jié)第三節(jié) 同步時序電路的設計同步時序電路的設計設計步驟：設計步驟：1.設置輸入、輸出變量設置輸入、輸出變量2.建立轉換狀態(tài)圖，確定觸發(fā)器數(shù)目建立轉換狀態(tài)圖，確定觸發(fā)器數(shù)目3.列狀態(tài)轉換表列狀態(tài)轉換表4.確定觸發(fā)器類型，求出激勵方程，求輸出方程確定觸發(fā)器類型，求出激勵方程，求輸出方程5.畫邏輯圖畫邏輯圖6.討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動5.畫邏輯圖畫邏輯圖6.討論是否有孤立態(tài)，能否自啟動討論是否有孤立態(tài)，能否自啟

17、動例：設計一個模例：設計一個模7同步二進制加法計數(shù)器同步二進制加法計數(shù)器例：試設計一個可變模同步分頻器，當控制輸入例：試設計一個可變模同步分頻器，當控制輸入X0時為時為5分頻；分頻；X1時為時為7分頻。分頻。解：解：1. 狀態(tài)轉換圖狀態(tài)轉換圖 2. 狀態(tài)轉換狀態(tài)轉換真值表真值表3. 求激勵函數(shù)求激勵函數(shù)和輸出函數(shù)和輸出函數(shù)狀態(tài)轉換圖？狀態(tài)轉換圖？檢驗自啟動檢驗自啟動時序邏輯電路分析設計：小結時序邏輯電路分析設計：小結第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器一、集成鎖存器一、集成鎖存器 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器二、鎖存器的擴展二、鎖存器的擴展 174LS373274LS373當當EN=0時，時，上面的芯片工作。上面的芯片工作。當當EN=1時，時，下面的芯片工作。下面的芯片工作。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器三、寄存器三、寄存器 （1）內(nèi)部內(nèi)部驅動驅動邊沿邊沿觸發(fā)觸發(fā)第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器三、寄存器（三、寄存器（2） 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器三、寄存器三、寄存器 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器三、寄存器三、寄存器 鎖存器鎖存器寄存器寄存器區(qū)別？區(qū)別？第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器三、寄