數字電路系統(tǒng)分析

6/18/2023電子系駱麗5-1第5章數字電路系統(tǒng)分析5-1、基本分析概念5-2、組合邏輯系統(tǒng)分析5-3、同步時序邏輯系統(tǒng)分析5-4、異步時序邏輯系統(tǒng)分析6/18/2023電子系駱麗5-25-1、基本分析概念5-1-1、分析目標及分析模型5-1-2、分析技術5-1-3、仿真分析的概念56/18/2023電子系駱麗5-35-1-1、分析目標及分析模型—建立邏輯系統(tǒng)的物理和數學模型—分析行為和參數特性5-1數字電路和系統(tǒng)邏輯模型電路模型邏輯行為特性參數特性邏輯功能實現條件參數模型分析起點目標過程(1)邏輯模型—提供數字電路系統(tǒng)邏輯結構和特征(2)物理模型—實現邏輯系統(tǒng)的數字電路(3)參數模型—從邏輯模型和物理模型分析的結果中提煉出來的基本參數.F=ABCFBAC&74LS10FBAC&&74LS006/18/2023電子系駱麗5-45-1-2、分析技術

1、分類

(1)建模技術

—根據物理模型建立邏輯和參數模型(2)電路分析技術

—分析電氣特性對邏輯行為特性的影響(3)邏輯分析技術

—分析邏輯模型，總結邏輯行為特性和時間相關特性5-1數字電路和系統(tǒng)邏輯模型電路模型邏輯行為特性參數特性邏輯功能實現條件參數模型6/18/2023電子系駱麗5-52、電路分析技術(1)電氣特性分析

—影響時間特性

—影響輸出的邏輯電平要求:—上升時間和下降時間之和小于信號的有效寬度

—電平滿足標準邏輯電平5-15-1-2、分析技術例5-1-2例5-1-1高電平低電平上升時間下降時間10%90%50%脈沖寬度高電平低電平上升時間10%90%6/18/2023電子系駱麗5-62、電路分析技術(2)邏輯行為特性分析

—建立邏輯模型(3)物理模型化簡

—簡化電路結構和參數5-15-1-3、分析技術D=(TH+TL)/2例5-1-3

理想邏輯模型

A

Y

D

延遲效應

90%10%THTL簡化結構簡化參數6/18/2023電子系駱麗5-73、邏輯分析技術(1)邏輯結構分析

—前向或反饋

—組合或時序5-15-1-3、分析技術YB1CBDADBEFFE&1&舉例:741174293BQAQBQCQDA1R01R02Clock7432&組合邏輯XZ組合邏輯記憶邏輯ZYXQ6/18/2023電子系駱麗5-83、邏輯分析技術(2)邏輯行為分析

—寫出邏輯模型,如邏輯表達式、狀態(tài)方程、狀態(tài)圖等5-15-1-3、分析技術舉例:

A0

Y0

Y1

Y2

Y3

A1

&

&

&

&

1

1

A0010100110111101111011110A0Y0Y1Y2Y3真值表(1)這是一個組合邏輯電路(2)實現對輸入信號的譯碼功能邏輯表達式100AAY=101AAY=102AAY=103AAY=邏輯圖6/18/2023電子系駱麗5-93、邏輯分析技術(3)時間參數分析

—分析數字電路和結構中的延遲

—分析毛刺問題(競爭和冒險)5-15-1-3、分析技術舉例:YB1CBDADBEFFE&1&延遲差=最大延遲-最小延遲

=2最大延遲：3最小延遲：例5-1-46/18/2023電子系駱麗5-103、邏輯分析技術(4)邏輯模型化簡5-15-1-3、分析技術舉例:電路的邏輯模型QQQ1111化簡后的邏輯模型QQQ16/18/2023電子系駱麗5-115-1-4、仿真分析的概念5-11、仿真模型的分類

利用EDA工具中的模型進行邏輯分析，如電路圖、真值表和狀態(tài)圖。

物理模型仿真——布局模型邏輯模型仿真——高級模型2、仿真中的元素

EDA——基本邏輯門和MSI器件用戶建立的功能模塊例5-1-6例5-1-56/18/2023電子系駱麗5-125-2、組合邏輯系統(tǒng)分析55-2-1、基本概念5-2-2、基本功能模塊5-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析5-2-4、時間特性分析組合邏輯XZ6/18/2023電子系駱麗5-135-2-1、基本概念1、結構分析2、邏輯行為分析

建立邏輯模型分析邏輯行為3、時間特性分析

分析毛刺問題例5-2-25-2例5-2-3例5-2-16/18/2023電子系駱麗5-145-2-2、基本功能模塊1、加法器2、算術運算單元ALU3、編碼器4、譯碼器5、比較器6、數據選擇器7、數據分配器8、其他

奇偶校驗發(fā)生器/檢查器函數發(fā)生器5-26/18/2023電子系駱麗5-151、加法器5-2(1)1位加法器半加器BACOS0000010110011110全加器ACOBSCOCICIACOBSCOCIBACOS00000001010100101110100011011011010111115-2-2、基本功能模塊6/18/2023電子系駱麗5-161、加法器5-2(2)多位并行加法器級聯加法器超前進位加法器CI0S2A1SCOABCISCOABCISCOABCICO3S0S1A2B2B1A0B0S2A1SCOABCISCOABCISCOABCICI0CO3S0S1A2B2B1A0B05-2-2、基本功能模塊6/18/2023電子系駱麗5-171、加法器5-2(3)常用MSI加法器1位加法器4位并行加法器1A1B1YCI1C0(a)邏輯符號1C12Y2C11A1BCI1C0COCONC2YVCC1C01BNC1A1C11YGND74183114782C12C02B2A(b)引腳圖B3Y3VCCY0A1B1Y1A0B0C074283114A3Y2A2B2COCI03A03B03ABC0YC4C4GND89B0A0B3B2A2Y2A3VCCY1B17483114GNDC0C4Y3Y0A189(a)邏輯符號(b)引腳圖5-2-2、基本功能模塊例5-2-46/18/2023電子系駱麗5-182、算術運算單元ALU選擇輸出加減非AB5-2C0PVCCB0A0B1A1S0S1S274181120B3A3B2A2GGND1011F0F1F3F2ALU003A03B03FABS0FP1S12S2GCIC0(a)邏輯符號(b)引腳圖S2S1S0功能000清除001B-A010A-B011A+B100AB101A+B110AB111置入5-2-2、基本功能模塊例5-2-56/18/2023電子系駱麗5-193、編碼器5-2X

2YX/YEN(1)十-二進制編碼器I0Y0I101ENDEC/BIN23I2I3ENY112舉例:一個4線-2線編碼器5-2-2、基本功能模塊邏輯符號6/18/2023電子系駱麗5-203、編碼器5-2(2)十-二進制優(yōu)先編碼器舉例:

一個8線-3線優(yōu)先編碼器5-2-2、基本功能模塊(a)邏輯符號(b)引腳圖6/18/2023電子系駱麗5-213、編碼器5-2(3)十進制-BCD優(yōu)先編碼器01HPRI/BCD234568ABCD7919VCC76548CB7414711623DNCAGND89舉例:

一個十進制-BCD優(yōu)先編碼器5-2-2、基本功能模塊例5-2-6(a)邏輯符號(b)引腳圖6/18/2023電子系駱麗5-224、譯碼器5-22X

YX/YEN(1)二-十進制譯碼器舉例:

一個雙2線-4線譯碼器12BIN/DECEN0123ABGY0Y2Y3Y1VCC1Y01B1A1G1Y11Y21Y374139116GND892Y02B2A2G2Y12Y22Y35-2-2、基本功能模塊(a)邏輯符號(b)引腳圖6/18/2023電子系駱麗5-234、譯碼器5-2(2)BCD-十進制譯碼器(4線-10線譯碼器)12BCD/DEC0123A0A1Y0Y2Y3Y14A2A38456Y5Y6Y47Y78Y89Y9VCCY3Y2Y1Y0Y4Y5Y67442116GND89A3A2A1A0Y9Y8Y75-2-2、基本功能模塊(a)邏輯符號(b)引腳圖6/18/2023電子系駱麗5-244、譯碼器5-2(3)BCD-7段數碼譯碼器bcdefagabcdefgabcdefgVCCVCCBI/RBOLTCBRBIDA74248116GND89bagfcde12BIN/7-segabcABbca4CD8defefdggLTRBIBI/RBO5-2-2、基本功能模塊(a)邏輯符號(b)引腳圖共陰共陽6/18/2023電子系駱麗5-254、譯碼器5-2(3)BCD-7段數碼譯碼器12BIN/7-segabcABbca4CD8defefdggLTRBIBI/RBO滅燈滅零燈測試5-2-2、基本功能模塊例5-2-7bcdefag邏輯符號6/18/2023電子系駱麗5-265、比較器5-2(1)1位比較器AFA=BBFA>BCOMPFA<B5-2-2、基本功能模塊6/18/2023電子系駱麗5-275、比較器5-2(2)多位比較器AB=<>FA=BFA>BFA<B0COMPA0A1FA<BA2A33A0B0B1B2B33BA<BA=BA<BA=BA>BA>BA<BA=BA>BFA=BFA>B16981VCCGNDA0B0A1B1A2B2A3B3A>BA=BA<BFA<BFA=BFA>B舉例:

一個4位比較器74855-2-2、基本功能模塊(a)邏輯符號(b)引腳圖6/18/2023電子系駱麗5-286、數據選擇器5-2MUXABYMUXB1A0A1B0Y0Y1SelSel舉例:

一個雙4選1數據選擇器7415301MUXD0D0GY101A0A1GEN2D23D3Y2DB1DB0Y1VCCDA2DA3A!G1DA1DA0Y2GND7415311689DB2DB3A0G25-2-2、基本功能模塊(a)邏輯符號(b)引腳圖6/18/2023電子系駱麗5-296、數據選擇器5-2舉例:

一個8選1數據選擇器7415101MUXD0D1GY01A0A1GEN2D23D3WD4D5D6D745672A2A0A1A2VCCD0D1D2D3YWGGND7415111689D7D6D5D45-2-2、基本功能模塊例5-2-8(a)邏輯符號(b)引腳圖6/18/2023電子系駱麗5-307、數據分配器5-2DMUXY0Y1DMUXG1Y0Y1G0D0D1選擇選擇D舉例:一個2線-4線數據分配器12BIN/DECEN0123ABGY0Y2Y3Y112DMUX0123ABDY0Y2Y3Y15-2-2、基本功能模塊輸入輸出GBAY3Y2Y1Y01dd111100011100011101010101101101

11輸入

輸出D

B

AY3

Y2

Y1

Y0

1

d

d1

1

1

1

0

0

01

1

1

0

0

0

11

1

0

1

0

1

01

0

1

1

0

1

10

1

1

1

6/18/2023電子系駱麗5-318、其他5-2舉例:

一個9位奇偶校驗發(fā)生器74180(1)奇偶校驗發(fā)生器/檢查器012k+1/2kABFEVG3G4EVENODD2C3DFODEFGH456743345-2-2、基本功能模塊邏輯符號6/18/2023電子系駱麗5-328、其他5-2可以用譯碼器或編碼器來實現(2)函數發(fā)生器舉例1:D0&&&&D2D1D3111YE1F1VCC01MUXD0D1Y01FEG2D23D3035-2-2、基本功能模塊6/18/2023電子系駱麗5-338、其他5-2舉例2:Y0&&&&111FA1B1Y1Y2Y312BIN/DEC0123ABY0Y2Y3Y1輸入輸出BAY3Y2Y1Y0F00000110100100100100111100015-2-2、基本功能模塊可以用譯碼器或編碼器來實現(2)函數發(fā)生器6/18/2023電子系駱麗5-345-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析1、加法器的應用2、編碼器的應用3、譯碼器的應用4、比較器的應用5、數據選擇器的應用5-26/18/2023電子系駱麗5-351、加法器的應用5-2COCI03A03B03COCI03A03B03C8Y0Y1Y2Y3Y5Y6Y7Y4A3A2A1A0B3B2B1B0A7A6A5A4B7B6B5B4(1)加法器的擴展

級聯加法器74LS2835-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析A+B=Y6/18/2023電子系駱麗5-361、加法器的應用5-2(2)加法器的擴展

超前進位加法器COCIPQY0A0B0C0COCIPQC2A1B1&&&1Y15-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-371、加法器的應用5-2(2)減法器COCI03A03B03A3~0B3~0Y3~01111VCCC474LS2835-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-382、編碼器的應用5-2I15~8Y1001HPRI/BIN2Y113456G1ENa7Y12123EO1GS1Y2001HPRI/BIN2Y213456G2ENa7Y22123EO2GS2G&EOGS&&&Y3Y1Y0Y2I7~0III74LS148編碼器的擴展5-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-392、編碼器的應用5-25-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析編碼器的擴展6/18/2023電子系駱麗5-403、譯碼器的應用5-274LS138(1)譯碼器的擴展5-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-413、譯碼器的應用5-274LS138的功能表5-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析(1)譯碼器的擴展6/18/2023電子系駱麗5-423、譯碼器的應用5-25-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析(1)譯碼器的擴展6/18/2023電子系駱麗5-433、譯碼器的應用5-2(2)地址譯碼器12BIN/OCTEN0123A4A5GY0Y2Y3Y1CSA3A2A1A0ROM16×4Y3Y2Y1Y0ICSA3A2A1A0ROM16×4Y3Y2Y1Y0IICSA3A2A1A0ROM16×4Y3Y2Y1Y0IIICSA3A2A1A0ROM16×4Y3Y2Y1Y0IVA3A2A1A0D3D2D1D05-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-444、比較器的應用5-2

比較器的擴展FA<BA2A3A4A5VCCFA=BFA>B3COMP<=>P>QP=QP<Q2103210PQ3COMP<=>P>QP=QP<Q2103210PQB2B3B4B5A0A1B0B1III74LS855-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-455、數據選擇器的應用5-2(1)數據選擇器的擴展74LS153GY1A0A1DA4DB4DC4DD4Y201MUX01GEN2301MUX01GEN23DA3DB3DC3DD3DA1DB1DC1DD1DA2DB2DC2DD2Y3Y45-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-465、數據選擇器的應用5-2(2)函數發(fā)生器74LS15101MUXD0D1Y01ABGEN2D23D3WD4D5D6D745672C1VCCDFA0A1A2G5-2-3、含功能模塊的組合邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-475-3、同步時序邏輯系統(tǒng)分析統(tǒng)一的時鐘次態(tài)由時鐘、激勵和現態(tài)共同決定狀態(tài)轉換穩(wěn)定55-3-1、基本概念5-3-2、基本功能模塊5-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析5-3-4、時間特性分析組合邏輯記憶邏輯ZYXQ6/18/2023電子系駱麗5-485-3-1、基本概念例5-3-15-3例5-3-2例5-3-31、結構分析2、邏輯行為分析

建立邏輯模型

電路圖—邏輯圖邏輯圖—方程（輸出、狀態(tài)、激勵方程）方程—功能表功能表—狀態(tài)表和狀態(tài)圖分析邏輯行為3、時間特性分析

分析毛刺問題組合邏輯記憶邏輯ZYXQ6/18/2023電子系駱麗5-49例5-3-1同步時序邏輯行為分析QQYZX1&1&&QQDCCLKZ=XQ1）建立邏輯模型邏輯圖方程Qn+1=D=Yn5-3輸出方程:激勵方程:狀態(tài)方程:

6/18/2023電子系駱麗5-50例5-3-1同步時序邏輯行為分析QQYZX1&1&&QQDCCLK1）建立邏輯模型

功能表CLKXQnQn+1Zn0000011010101101其他0000其他0110其他1000其他1111Z=XQ5-36/18/2023電子系駱麗5-51例5-3-1同步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型狀態(tài)表和狀態(tài)圖CLKXQnQn+1Zn0000011010101101Other0000Other0110Other1000Other1111QQYZX1&1&&QQDCCLKXQn

01

0

0/01

1/01/00/1Qn+1/Zn

01

A

A/0

B

B/0A/1B/0XQnQn+1/Zn5-3X/Zn6/18/2023電子系駱麗5-52例5-3-1同步時序邏輯行為分析QQYZX1&1&&QQDCCLK5-3Q000101111XCP101010000012345678Z0010000001X/Zn1）建立邏輯模型時序圖6/18/2023電子系駱麗5-53例5-3-1同步時序邏輯行為分析2）分析邏輯行為X=0，系統(tǒng)處于保持狀態(tài)，輸出為0。X=1，系統(tǒng)在時鐘控制下在狀態(tài)A和B之間轉換，其輸出在0和1之間變化。QQYZX1&1&&QQDCCLK5-3這是一個1位的同步二進制計數器X/Zn6/18/2023電子系駱麗5-54例5-3-2同步時序邏輯行為分析輸出方程:Q=Q2激勵方程:1）建立邏輯模型邏輯圖方程5-31

DLCP1

1S0

1R

1S

1R

1S

1R

Q12C1C1C1S0

=DL,S1

=Q0,S2

=Q1R0

=DL,R1

=Q0,R2

=Q1狀態(tài)方程:Qin+1=Si+RiQinQ0n+1=DLQ1n+1=Q0nQ2n+1=Q1n6/18/2023電子系駱麗5-55例5-3-2同步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型功能表CPQLQ0nQ1nQ2nQ0n+1Q1n+1Q2n+10000000000100000100010011001010001001010100110011011101110001001001100101010110111011100110110111011101111111111Q=Q25-3Q0n+1=DLQ1n+1=Q0nQ2n+1=Q1n1

DLCP1

1S0

1R

1S

1R

1S

1R

Q12C1C1C16/18/2023電子系駱麗5-56例5-3-2同步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型狀態(tài)表和狀態(tài)圖CPQLQ0nQ1nQ2nQ0n+1Q1n+1Q2n+100000000001000001000100110010100010010101001100110111011100010010011001010101101110111001101101110111011111111115-31

DLCP1

1S0

1R

1S

1R

1S

1R

Q12C1C1C1111/1011/1111111/0011/0110110/1010/1101110/0010/0100101/1101/0100/1100/01011010001000001/1001/0000/1000/00DLQ0nQ1nQ2nH/1D/1HH/0D/0GG/1C/1FG/0C/0EF/1F/0E/1E/01DCBAB/1B/0A/1A/00DLQ0nQ1nQ2nQ0n+1Q1n+1Q2n+1/Qn6/18/2023電子系駱麗5-57例5-3-2同步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型狀態(tài)表和狀態(tài)圖5-31

DLCP1

1S0

1R

1S

1R

1S

1R

Q12C1C1C1H/1D/1HH/0D/0GG/1C/1FG/0C/0EF/1F/0E/1E/01DCBAB/1B/0A/1A/00DLQ0nQ1nQ2nQ0n+1Q1n+1Q2n+1/QnA1/00/0FBECGDH0/10/00/11/10/10/01/01/10/10/01/01/11/11/06/18/2023電子系駱麗5-58例5-3-2同步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型時序圖5-31

DLCP1

1S0

1R

1S

1R

1S

1R

Q12C1C1C1A1/00/0FBECGDH0/10/00/11/10/10/01/01/10/10/01/01/11/11/04352Q0Q1Q2QCDL16/18/2023電子系駱麗5-59例5-3-2同步時序邏輯行為分析2）分析邏輯行為

這是一個3位的串入/串出移位寄存器。5-31

DLCP1

1S0

1R

1S

1R

1S

1R

Q12C1C1C14352Q0Q1Q2QCDL16/18/2023電子系駱麗5-60例5-3-3時間特性分析5-3XCPYQ100111Z101000000010001100001000011111012345678011QQYZX1&1&&QQDCCLKZ=XQ6/18/2023電子系駱麗5-615-3-2、基本功能模塊1、寄存器2、移位寄存器

串入/串出串入/并出并入/串出并入/并出雙向3、計數器5-36/18/2023電子系駱麗5-621、寄存器數據數據寄存器輸入使能輸出使能電平控制寄存器邊沿控制寄存器輸入使能寄存器輸出使能寄存器輸入/輸出使能寄存器使能輸出數據電平控制寄存器使能輸出數據邊沿控制寄存器5-3-2、基本功能模塊5-36/18/2023電子系駱麗5-631、寄存器5-3(1)電平控制寄存器D0ENC1OELED1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q71DQ5D5VCCD1D0Q0OEQ1Q2D274373120Q6D6D7Q7D4GND1011D3Q3Q4LE輸入

輸出

OE

LE

D

Q

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

d

Qn

1

d

d

Z

DLE1DQC11OEEN5-3-2、基本功能模塊5-36/18/2023電子系駱麗5-641、寄存器5-3D0RC1CLRCLKD1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q71DQ5D5VCCD1D0Q0CLRQ1Q2D274273120Q6D6D7Q7D4GND1011D3Q3Q4CLKDCLK1DQC11CLR11R5-3-2、基本功能模塊5-3(2)邊沿控制寄存器6/18/2023電子系駱麗5-65寄存器實例

試分析下面電路的功能。CLKOED3D2D1D01ENENENENC11DC11DC11DC11D

這是一個4位的寄存器

是邊沿觸發(fā)的寄存器具有三態(tài)輸出這是一個4位的具有三態(tài)輸出的邊沿觸發(fā)控制寄存器。5-36/18/2023電子系駱麗5-662、移位寄存器5-3b0b1b2b3b4b5b6b7左移/串出

串入/左移并入串入/右移右移/串出并出左移寄存器右移寄存器5-3-2、基本功能模塊5-36/18/2023電子系駱麗5-672、移位寄存器5-3SRG4ACLR01S0S1MRQABCDSRSLC4CLKQBQCQD1,4D3,4D3,4D3,4D3,4D2,4DGND74194816VCC19BCDACLRSL

SR

S1S0QAQBQCQDCLK5-3-2、基本功能模塊5-36/18/2023電子系駱麗5-68移位寄存器實例

試分析下面電路的功能。

4位串入/串出移位寄存器

是邊沿觸發(fā)的移位寄存器這是一個4位的邊沿觸發(fā)控制串入/串出移位寄存器。1ACLK11S1RDMD0D1D2D3&BDLD0RC11S1RC11S1RC11S1RC101235-36/18/2023電子系駱麗5-693、計數器5-3同步計數器異步計數器加計數器減計數器基本計數器移位寄存器構成的計數器

邊沿觸發(fā)并行輸出ABCDFE/0/0/0/0/1/0/0/0/0/1/0/0/05-3-2、基本功能模塊5-36/18/2023電子系駱麗5-703、計數器5-3ABCDQAQBQCQDCTRDIV161CTPCPCTTC5/2,3,4+G4G4M2M1CT=0COLDCR1,5D[1][2][3][4]CTP74161816VCC1QAQBQCQDCLKCRQAQBQCQDCTTGND9LDCO5-3-2、基本功能模塊5-3輸入

輸出

CRLDCTPCTTCPDCBA

QCn+1

QCn+1

QBn+1

QAn+1

功能0dddddddd0

0

0

0

清除10ddDCBADCB

A置入1111

ddddQDnQCnQBnQAn+1

加計數110ddddddQDnQCnQBnQAn保持11d0ddddd保持

QDnQCnQBnQAn6/18/2023電子系駱麗5-713、計數器5-3ABCDQAQBQCQDCTRDIV16G3G22+CT=0COCPUCR3D[1][2][4][8]1-CPDG1BO1CT=152CT=0LDQD74193816VCC1CRBOCOLDQBBQACPDCPUQCCGND9DA5-3-2、基本功能模塊5-36/18/2023電子系駱麗5-72計數器實例0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111Ｑ3nＱ2nＱ2nＱ0nＱ3n+1Ｑ2n+1Ｑ1n+1Ｑ0n+1Zn0123456789101112131415000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111000000000000000000011111111011011100101110101001100000000001001000110100010101100111/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/1

試分析下面電路的功能。3）畫出狀態(tài)圖5-36/18/2023電子系駱麗5-73計數器實例/01111111011011100101110101001100000000001001000110100010101100111/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/1

試分析下面電路的功能。4）分析邏輯行為CPCKQZCKQF2RJCKQF0RCKQF1RRDF3QJJ&&&&J&RQQQ如果RD=0,Q3Q2Q1Q0=0,清除如果RD=1,CP=,計數如果RD=1,CP,保持如果Q3Q2Q1Q0=1111,Z=1如果Q3Q2Q1Q01111,Z=0這是一個模16的同步計數器5-36/18/2023電子系駱麗5-74計數器實例

試分析下面電路的功能。CP1）建立邏輯模型邏輯圖方程激勵方程:5-3輸出方程:狀態(tài)方程:Qin+1=JiQin+KiQinCKQZCKQF2RJCKQF0RCKQF1RRDF3QJJ&&&&J&RQQQ‘1’6/18/2023電子系駱麗5-75計數器實例

試分析下面電路的功能。Qin+1=JiQin+KiQin5-3CKQZCKQF2RJCKQF0RCKQF1RRDF3QJJ&&&&J&RQQQ‘1’6/18/2023電子系駱麗5-76計數器實例

試分析下面電路的功能。2）列出狀態(tài)轉換表000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111100010010001101000101011001111000100110101011110011011110111100000000000000000001Ｑ3nＱ2nＱ1n

Ｑ0nＱ3n+1Ｑ2n+1Ｑ1n+1Ｑ0n+1Zn01234567891011121314155-36/18/2023電子系駱麗5-775-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析1、寄存器的應用2、移位寄存器的應用3、計數器的應用5-36/18/2023電子系駱麗5-781、寄存器的應用5-3(1)總線接口5-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-791、寄存器的應用5-3A74373D0D1D2D3D4D6D7D5Y0Y1Y2Y3Y4Y6Y7Y5OELE74373D0D1D2D3D4D6D7D5Y0Y1Y2Y3Y4Y6Y7Y5OELE74139BENCSENRWY0Y2Y3Y111III5-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析(1)總線接口6/18/2023電子系駱麗5-802、移位寄存器的應用5-3(1)并/串轉換或串/并轉換74194ABCDS1SLSRS0QAQBQCQDCLRCLK74194ABCDS1SLSRS0QAQBQCQDCLRCLKData0IIIQ0Q7CLRCLK101Q1Q2Q3Q4Q5Q6DataCLRQ0CLKQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q71234567812345-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-812、移位寄存器的應用5-3(2)計數器(模數/環(huán)形計數)

74194ABCDS1SLSRS0QAQBQCQDCLRCLKCLRCLK101CLRQACLKQBQCQD12345671235-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-822、移位寄存器的應用5-3(2)計數器(模數/環(huán)形計數)74194ABCDS1SLSRS0QAQBQCQDCLRCLKCLK1S100015-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-832、移位寄存器的應用5-3(2)計數器(模數/環(huán)形計數)74194ABCDS1SLSRS0QAQBQCQDCLRCLKCLK1S1000115-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-843、計數器的應用5-3(1)

模n計數器反饋預置法

74161ABCDCTPLDCTTQAQBQCQDCRCPCP101&CO000000000000000100000010010000110000011001110000100110000101010011100000000011010000110001001011101011115-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析6/18/2023電子系駱麗5-853、計數器的應用5-374161ABCDCTPLDCTTQAQBQCQDCRCPCP1011CO000000000000000100000010010000111010000000001001000010000110011110110000000011000000110111111110010101005-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析(1)

模n計數器反饋預置法

6/18/2023電子系駱麗5-863、計數器的應用5-374161ABCDCTPLDCTTQAQBQCQDCRCPCP&CO100000000000000010000001001000011010010010000000010000000011101000110010111100000000011000000110101001010101111115-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析(1)

模n計數器反饋清零法

6/18/2023電子系駱麗5-873、計數器的應用5-374161ABCDCTPLDCTTQAQBQCQDCRCPCP&CO1CRQACLKQBQCQD12345678901295-3-3、含功能模塊的同步時序邏輯行為分析(1)

模n計數器反饋預置法

6/18/2023電子系駱麗5-885-4、異步時序邏輯系統(tǒng)分析脈沖異步邏輯系統(tǒng)電平異步邏輯系統(tǒng)5組合邏輯記憶邏輯ZYXQ組合邏輯延遲ZYXQ6/18/2023電子系駱麗5-895-4、異步時序邏輯系統(tǒng)分析沒有統(tǒng)一的時鐘同時只有一個輸入有效狀態(tài)轉換穩(wěn)定

5-45-4-1、基本概念5-4-2、基本功能模塊5-4-3、含功能模塊的異步時序邏輯行為分析組合邏輯記憶邏輯ZYXQ6/18/2023電子系駱麗5-905-4-1、基本概念5-4例5-4-1組合邏輯記憶邏輯ZYXQ1、結構分析2、邏輯行為分析

建立邏輯模型分析邏輯行為3、時間特性分析

分析毛刺問題6/18/2023電子系駱麗5-915-4-2、基本功能模塊5-41、二進制異步計數器2、十進制異步計數器例5-4-2Q0Q1Q2Q3G3G22+CT=0S92S913DG1CP1CTRDIV10CP0R02R0174LS2906/18/2023電子系駱麗5-925-4-3、含功能模塊的異步時序邏輯行為分析5-4Q0Q1Q2Q3074290R02R01S92S91CP1CP00CLKCLKQ3Q2Q1Q0CP1C1SQ0&1J1K1JRTC1T&&S91S92R01R02CP0R11RRSQ1Q2Q3S1KS1116/18/2023電子系駱麗5-93例5-4-1脈沖異步時序邏輯行為分析輸出方程:Z=XQ1Q2激勵方程:1）建立邏輯模型邏輯圖方程狀態(tài)方程：

Qn+1=CD+CQn5-4C1Q1X11D&1&ZC11DIIIQ26/18/2023電子系駱麗5-94例5-4-1脈沖異步時序邏輯行為分析Z=XQ1Q21）建立邏輯模型功能表5-411001111011000001100101Q1n

Q2n

CP1CP2ZnQ1n+1Q2n+11100dQ2n1010dQ1n11110XC1Q1X11D&1&ZC11DIIIQ26/18/2023電子系駱麗5-95例5-4-1脈沖異步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型狀態(tài)表和狀態(tài)圖5-411001111001000001100101Q1n

Q2n

CP1CP2ZnQ1n+1Q2n+11100dQ2n1010dQ1n11110XC1Q1X11D&1&ZC11DIIIQ26/18/2023電子系駱麗5-96例5-4-1脈沖異步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型時序圖5-4Z=XQ1Q2C1Q1X11D&1&ZC11DIIIQ2123456CP2XZCP1Q2Q16/18/2023電子系駱麗5-97例5-4-1脈沖異步時序邏輯行為分析2）分析邏輯行為5-4C1Q1X11D&1&ZC11DIIIQ2X=I0,系統(tǒng)處于保持狀態(tài)。X=I1,如果初始狀態(tài)不是狀態(tài)B

，則系統(tǒng)在A,C和D之間周期循環(huán)。X=I1,如果初始狀態(tài)是狀態(tài)B

，則系統(tǒng)永遠停留在狀態(tài)B

。

這是一個模3的脈沖異步計數器，但不能自啟動。6/18/2023電子系駱麗5-98例5-4-2脈沖異步時序邏輯行為分析輸出方程:激勵方程:狀態(tài)方程:

1）建立邏輯模型邏輯圖方程TJK5-4F2F0F1F3CP1C1SQ0&1J1K1JRTC1T&&S91S92R01R02CP0R11RRSQ1Q2Q3S1KS1116/18/2023電子系駱麗5-99例5-4-2脈沖異步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型5-4F2F0F1F3CP1C1SQ0&1J1K1JRTC1T&&S91S92R01R02CP0R11RRSQ1Q2Q3S1KS1116/18/2023電子系駱麗5-100例5-4-2脈沖異步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型

功能表5-4F2F0F1F3CP1C1SQ0&1J1K1JRTC1T&&S91S92R01R02CP0R11RRSQ1Q2Q3S1KS1116/18/2023電子系駱麗5-101例5-4-2脈沖異步時序邏輯行為分析1）建立邏輯模型狀態(tài)表和狀態(tài)圖5-4F2F0F1F3CP1C1SQ0&1J1K1JRTC1T&&S91S92R01R02CP0R11RRSQ1Q2Q3S1KS1110000000000000101000001011110000000010001100001106/18/2023電子系駱麗5-102例5-4-2脈沖異步時序邏輯行為分析2）分析邏輯行為兩個異步計數器一個是模5異步計數器另一個是模2異步計數器5-4F2F0F1F3CP1C1SQ0&1J1K1JRTC1T&&S91S92R01R02CP0R11RRSQ1Q2Q3S1KS111000000001010000101111100011000110

這是一個模2和模5的脈沖異步計數器，可以連接成模10的計數器。6/18/2023電子系駱麗5-103例5-2-1建立邏輯模型A1Y1A2Y2A3Y3A6Y6A5Y5A4Y4VCCGND7404A1B1Y1A2B2Y2B4A4Y4B3A3Y3VCCGND74001781417814A0A1Y0Y1Y2Y3

A0

Y0

Y1

Y2

Y3

A1

&

&

&

&

1

1

邏輯圖5-16/18/2023電子系駱麗5-104例5-2-2組合邏輯行為分析1）建立邏輯模型表達式

=+=BABABAW=ABCWY

1

CBAY1Y0000110000010