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1、1,3.6.1 时序逻辑电路的特点及组成,特点: 1)存储电路,因而具有记忆能力。 2)电路的输出不仅与当时的输入有关,而且还与电路原来的状态有关。,3.6 时序逻辑电路,2,组成:,由组合逻辑电路和存储电路两部分组成。,输 入 信 号,输 出 信 号,存 储 电 路 的 输 入,输 出 状 态,逻辑电路中存在反馈,时序电路的输出由 电路的输入和电路原来的状态共同决定。,3,逻辑关系方程:,X(X1,Xi),Q(Q1,Qr),Y(Y1,Yr),Z(Z1,Zj),各信号之间的逻辑关系方程组:,ZF1(X,Qn) 输出方程,YF2(X,Qn) 驱动方程,Qn+1F3(Y,Qn) 状态方程,5,6,
2、7,8,3.6.2时序逻辑电路的分析步骤和方法,一般步骤:,(1)根据给定的时序电路图写出下列逻辑方程式: 1)各触发器的时钟信号CP的逻辑表达式; 2)时序电路的输出方程; 3)各触发器的驱动方程; (2)将驱动方程代入相应触发器的特征方程,求得各触发器的次态方程,也就是时序逻辑电路状态方程。 (3)根据状态方程和输出方程,列出该时序电路的状态图,画出状态图或时序图。 (4)用文字描述给定时序电路逻辑功能的逻辑功能。,9,【例】分析下图所示的同步逻辑电路。,10,解:(1)写出各逻辑方程 1)输出方程,2)驱动方程,(2)驱动方程代入相应的D触发器的特征方程,得各D触发器的次态方程,11,(
3、3)列出状态表、画出状态图和时序图,这里要注意是:,且没有输入信号X。,12,状态图与时序图,13,(4)功能分析,由时序图可以看出:在正常情况下,各触发器轮流出现一个宽度为CP周期的脉冲信号,称为脉冲分配器或节拍脉冲产生器。另外从状态图可看出:电路如处于其他5个状态为无效状态时,在CP脉冲的作用下,电路可回到有效序列,这种能力称为电路具有自启动能力。,14,【例】分析下图所示逻辑电路。(异步时序),15,解:(1)写出各逻辑方程式 1)各触发器的时钟信号的逻辑方程 CP0=CP(时钟脉冲源),上升沿触发。 CP1Q0,仅当Q0由01时,Q1改变,否则Q1保持。,2)输出方程,3)驱动方程,1
4、6,(2)各触发器的次态方程,CP由01时,有效,Q0由01时,有效,17,(3)列出状态表、画出状态图和时序图,18,状态图与时序图,19,(4)功能分析,由状态图和时序图可以看出:该电路是一个异步四进制减法计数器,Z是借位信号。也可把该电路看作一个时序信号发生器。输出序列脉冲信号Z的重复周期是4TCP,宽度为1 TCP。,20,3.6.3计数器,作用 用来计算时钟脉冲个数的电路,具有计数、分频和定时等功能。 分类 (1)按计数的脉冲引入方式 有同步和异步计数器; (2)按计数的变化规律 有加法器、减法器和可逆计数器; (3)按计数的计数数制 有二进制、十进制和任意进制计数器。,21,3.6
5、.4 寄存器,寄存器主要部件是触发器,一个触发器可存1位二进制代码,存储n位二进制代码的寄存器则需要n个触发器。常用左、右移位寄存器。,22,4位寄存器CP上沿作用下,使1D4D端数据并行存入寄存器,即寄存于输出端1Q-4Q端。RD是清零端。,23,四位右移寄存器,24,3.7 脉冲波形的产生,3.7.1多谐振荡器 性质:是一种自激振荡电路,无稳定的状态。它在接通电源后无需外接触发信号就能产生矩形脉冲信号。 主要用途:信号源。,25,RC环形多谐振荡器,26,3.7.2单稳态触发器,单稳态触发器是一种只有一个稳定状态的电路。 单稳态触发器须有一个触发信号 RC环节,它决定暂态时间的长短。输出信号宽窄 用途:常用于脉冲波形变换(即宽窄波形的相互变换)、定时等。,27,28,3.8 数模和模数转换,3.8.1 D/A转换器 使用最多的D/A转换器是R-2R的T形电阻网络D/A转换器。,29,i =,vO= iRf=,二进制数与模拟电压vO成正比。,30,3.8.2 A/D转换器,(1)逐次逼近式A/D转换器 逐次逼近式A/D转换器是由比较器、D/A转换器、数码寄存器和控制逻辑电路组成,如图3-66所示,31,(2)双积分式A/D转换器(略),3.8.3采样保持器的工作原理 按一定的时间间隔取出模拟信号的值,这一过程叫采样。,