時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)PPT

時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)要點(diǎn)：時(shí)序電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法.6.1時(shí)序邏輯電路概述1、時(shí)序電路的特點(diǎn)時(shí)序電路在任何時(shí)刻的穩(wěn)定輸出，不僅與該時(shí)刻的輸入信號有關(guān)，而且還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。.2、時(shí)序電路邏輯功能的表示方法時(shí)序電路的邏輯功能可用邏輯表達(dá)式、狀態(tài)表、卡諾圖、狀態(tài)圖、時(shí)序圖和邏輯圖6種方式表示，這些表示方法在本質(zhì)上是相同的，可以互相轉(zhuǎn)換。.3、時(shí)序電路的分類根據(jù)時(shí)鐘分類同步時(shí)序電路:各個觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖相同，即電路中有一個統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖，每來一個時(shí)鐘脈沖，電路的狀態(tài)只改變一次。異步時(shí)序電路:各個觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖不同，即電路中沒有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖來控制電路狀態(tài)的變化，電路狀態(tài)改變時(shí)，電路中要更新狀態(tài)的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)有先有后，是異步進(jìn)行的。.電路圖時(shí)鐘方程、驅(qū)動方程和輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)圖、或時(shí)序圖判斷電路邏輯功能12356.2時(shí)序邏輯電路的分析方法時(shí)序電路的分析步驟：狀態(tài)表4.45電路功能由狀態(tài)圖可以看出，當(dāng)輸入X

＝0時(shí)，在時(shí)鐘脈沖CP的作用下，電路的4個狀態(tài)按遞增規(guī)律循環(huán)變化，即：00→01→10→11→00→…當(dāng)X＝1時(shí)，在時(shí)鐘脈沖CP的作用下，電路的4個狀態(tài)按遞減規(guī)律循環(huán)變化，即：00→11→10→01→00→…可見，該電路既具有遞增計(jì)數(shù)功能，又具有遞減計(jì)數(shù)功能，是一個2位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器。畫狀態(tài)圖時(shí)序圖.例(異步)電路沒有單獨(dú)的輸出，異步時(shí)序電路，時(shí)鐘方程：驅(qū)動方程：1寫方程式.2求狀態(tài)方程D觸發(fā)器的特性方程：將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入，即得電路的狀態(tài)方程：.3計(jì)算、列狀態(tài)表.45電路功能由狀態(tài)圖可以看出，在時(shí)鐘脈沖CP的作用下，電路的8個狀態(tài)按遞減規(guī)律循環(huán)變化，即：000→111→110→101→100→011→010→001→000→…電路具有遞減計(jì)數(shù)功能，是一個3位二進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器。畫狀態(tài)圖、時(shí)序圖.例(同步)時(shí)鐘方程：輸出方程：輸出僅與電路現(xiàn)態(tài)有關(guān)同步時(shí)序電路的時(shí)鐘方程可省去不寫。驅(qū)動方程：1寫方程式.2求狀態(tài)方程JK觸發(fā)器的特性方程：將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入，即得電路的狀態(tài)方程：.3計(jì)算、列狀態(tài)表00000101001110010111011100101110111100001010011000001100.4畫狀態(tài)圖、時(shí)序圖.5電路功能時(shí)序圖有效循環(huán)的6個狀態(tài)分別是0～5這6個十進(jìn)制數(shù)字的格雷碼，并且在時(shí)鐘脈沖CP的作用下，這6個狀態(tài)是按遞增規(guī)律變化的，即：000→001→011→111→110→100→000→…所以這是一個用格雷碼表示的六進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。當(dāng)對第6個脈沖計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器又重新從000開始計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生輸出Y＝1。.分析功能：.寄存器各位數(shù)據(jù)在控制信號作用下，依次向高位或向低位移動一位這種功能稱為移位功能，具有移位功能的寄存器就是移位寄存器。例：P261圖7.2.2設(shè)數(shù)據(jù)D有4位，從高到低依次為D3D2D1D0，串行輸入即每一個時(shí)鐘周期從FF0的D端輸入一位。分析：分析功能：.分析功能：.分析功能：.輸出方程：輸出與輸入有關(guān)同步時(shí)序電路，時(shí)鐘方程省去。驅(qū)動方程：1寫方程式例(同步).2求狀態(tài)方程T觸發(fā)器的特性方程：將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入，即得電路的狀態(tài)方程：.3計(jì)算、列狀態(tài)表.設(shè)計(jì)要求狀態(tài)圖狀態(tài)表畫電路圖檢查電路能否自啟動12466.3時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法時(shí)序電路的設(shè)計(jì)步驟：求時(shí)鐘方程、驅(qū)動方程、狀態(tài)方程、輸出方程5選觸發(fā)器3化簡.例11建立狀態(tài)圖設(shè)計(jì)一個按自然態(tài)序變化的7進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)規(guī)則為逢七進(jìn)一，產(chǎn)生一個進(jìn)位輸出。建立狀態(tài)表2選觸發(fā)器3（略）因需用3位二進(jìn)制代碼，選用3個CP下降沿觸發(fā)的JK觸發(fā)器，分別用FF0、FF1、FF2表示。.4求時(shí)鐘方程、輸出方程、驅(qū)動方程、狀態(tài)方程由于要求采用同步方案，故時(shí)鐘方程為：輸出方程：.狀態(tài)方程不化簡，以便使之與JK觸發(fā)器的特性方程的形式一致。.比較，得驅(qū)動方程：電路圖5.檢查電路能否自啟動6將無效狀態(tài)111代入狀態(tài)方程計(jì)算：可見111的次態(tài)為有效狀態(tài)000，電路能夠自啟動。.例2：試用上升沿T觸發(fā)器設(shè)計(jì)六進(jìn)制加計(jì)數(shù)器。分析：六進(jìn)制加計(jì)數(shù)器只有六個狀態(tài)（0、1、2、3、4和5）至少需要三個觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，其狀態(tài)圖為：Q2Q1Q0000001010101100011/Z/0/0/0/0/0/1.解：1、列狀態(tài)表并求驅(qū)動方程和輸出方程Q2Q1Q0Q2n＋1Q1n＋1Q0n＋1Z000001000101000100110011100010010101010001110×××0111×××0T觸發(fā)器的功能：T＝0時(shí)保持，T＝1時(shí)翻轉(zhuǎn)。T2T1T0000101××010100××111111××.2、檢驗(yàn)無效狀態(tài)現(xiàn)態(tài)T2T1T0次態(tài)110代入驅(qū)動方程計(jì)算：001然后，根據(jù)驅(qū)動值推導(dǎo)次態(tài)111111101010無效狀態(tài)并沒有構(gòu)成