數(shù)字電路與邏輯設計課件：第四章 part4同步時序電路

1、第4章 時序電路基礎4-1 集成觸發(fā)器4-2 同步時序電路4-3 集成計數(shù)器其及應用4-4 集成移位寄存器其及應用4-5 隨機訪問存儲器4-6 應用實例 4-2 同步時序電路同步時序電路：電路中所有觸發(fā)器的CP脈沖都連接在同一個輸入CP脈沖上。4-2-1 同步時序電路的結構和描述4-2-2 同步時序電路的分析步驟4-2-3 米里型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-5 自啟動4-2-6 異步信號的處理4-2-7 小結同步時序電路4-2-1 同步時序電路的結構和描述同步時序電路： 電路分成米里(mealy)型和莫爾(moore)型兩種。米里型：輸出與當前的輸入和狀態(tài)有關。莫爾型：輸出只

2、與當前狀態(tài)有關。4-2-1 同步時序電路的結構和描述4-2-2 同步時序電路的分析步驟4-2-3 米里型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-5 自啟動4-2-6 異步信號的處理4-2-7 小結同步時序電路4-2-2 同步時序電路的分析步驟步驟： 1、寫出各觸發(fā)器的激勵方程和電路輸出方程； 2、導出各觸發(fā)器的次態(tài)方程； 3、由次態(tài)方程填寫卡諾圖得到狀態(tài)表； 4、由狀態(tài)表畫出狀態(tài)圖； 5、畫出輸出波形圖； 6、總結邏輯功能。4-2-1 同步時序電路的結構和描述4-2-2 同步時序電路的分析步驟4-2-3 米里型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-5 自啟動4-2-6 異步信號的

3、處理4-2-7 小結同步時序電路4-2-3 米里型電路的分析例1：3、畫狀態(tài)表4、畫狀態(tài)圖米里型電路的分析(續(xù)2)模四可逆計數(shù)器五、畫輸出波形六、總結邏輯功能例2：米里型電路分析例2：米里型電路分析狀態(tài)表狀態(tài)圖串行加法器CP時鐘 （位數(shù)） 8 7 6 5 4 3 2 1 0A （被加數(shù)） 0 1 1 0 1 1 0 0B （ 加 數(shù)） 0 0 1 1 1 0 1 0Q （ 進 位） 0 1 1 1 1 0 0 0Z （ 和 數(shù)） 1 0 1 0 0 1 1 0串行加法器： A=01101100 B=001110104-2-1 同步時序電路的結構和描述4-2-2 同步時序電路的分析步驟4-2-3

4、 米里型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-5 自啟動4-2-6 異步信號的處理4-2-7 小結同步時序電路莫爾型：輸出只與當前狀態(tài)有關。4-2-4 莫爾型電路的分析步驟： 1、寫出各觸發(fā)器的激勵方程和電路輸出方程； 2、導出各觸發(fā)器的次態(tài)方程； 3、由次態(tài)方程填寫卡諾圖得到狀態(tài)表； 4、由狀態(tài)表畫出狀態(tài)圖； 5、畫出輸出波形圖； 6、總結邏輯功能。4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析莫爾型電路：輸出僅與電路的現(xiàn)態(tài)有關莫爾型電路的狀態(tài)圖：圓圈中除了表示出電路的狀態(tài)外，還有與狀 態(tài)相伴隨的輸出；指向線的一側僅標

5、出輸入組合；串行加法器CP時鐘 （位數(shù)） 8 7 6 5 4 3 2 1 0A （被加數(shù)） 0 1 1 0 1 1 0 0B （ 加 數(shù)） 0 0 1 1 1 0 1 0Q （ 進 位） 0 1 1 1 1 0 0 0Z （ 和 數(shù)） 1 0 1 0 0 1 1 0串行加法器： A=01101100 B=00111010 同一邏輯功能既可用米里型電路又可用莫爾型電路實現(xiàn)； 在功能上是等效的，但輸出信號與輸 入信號的時序關系卻略有不 同； 例2：莫爾型電路分析同步、莫爾型、模八計數(shù)器Q2nQ1nQ0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1Z00000100010100010011001110001001

6、0111011101110111111100014-2-1 同步時序電路的結構和描述4-2-2 同步時序電路的分析步驟4-2-3 米里型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-5 自啟動4-2-6 異步信號的處理4-2-7 小結同步時序電路4-2-5 自啟動自啟動性：電路在無效狀態(tài)時，經(jīng)有限個CP脈沖后能自動回到有效狀態(tài)。4-2-5 自啟動自啟動性：電路在無效狀態(tài)時，經(jīng)有限個CP脈沖后能自動回到有效狀態(tài)。無自啟動性4-2-5 自啟動自啟動性：電路在無效狀態(tài)時，經(jīng)有限個CP脈沖后能自動回到有效狀態(tài)。無自啟動性有自啟動的電路例2：分析圖示的電路是否具有自啟動能力。例2：分析圖示的電路是否具有

7、自啟動能力。例2：分析圖示的電路是否具有自啟動能力。 從狀態(tài)圖中可以看出，若電路的初始狀態(tài)為000，則電路不能自啟動。（1）通過修改原電路設計 把000狀態(tài)“插入”正常循環(huán)狀態(tài)，即令000的次態(tài)為001，修改后的電路如圖所示。解決方法解決方法（2）選用具有置位復位端的觸發(fā)器 在電路狀態(tài)進入000時，通過直接置位端將Q3的狀態(tài)立即變成1。 （3）設置開機復位、置位電路，使電路一開始工作就進入有效循環(huán)。 開機復位電路開機置位電路解決方法4-2-1 同步時序電路的結構和描述4-2-2 同步時序電路的分析步驟4-2-3 米里型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-5 自啟動4-2-6 異步信號的處理4-2-7 小結同步時序電路異步信號的同步化 異步輸入信號有效電平的持續(xù)時間（即有效脈寬tp）小于CP信號周期（TCP），那么，輸入信號的這一變化就可能未被觸發(fā)器所察覺，從而使電路沒有作出正確的響應。 異步輸入信號有效電平的持續(xù)時間遠大于CP信號的周期，就有可能被電路多次響應，導致電路的誤動作。 實現(xiàn)異步信號同步化的一種電路 4-2-1 同步時序電路的結構和描述4-2-2 同步時序電路的分析步驟4-2-3 米里型電路的分析4-2-4 莫爾型電路的分析4-2-5 自啟動4-2-6