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1、时 序 逻 辑 电 路,组合逻辑电路的特点: 电路任一时刻的输出状态（结果）只决定于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。一旦输入取值确定后，输出结果就可以确定。一旦输入取值发生变化，输出结果将立即作出响应。 组合电路就是由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈通路。,第五章 时序逻辑电路, 数字电路分：, 组合逻辑电路 时序逻辑电路, 基本单元：触发器.,时序电路：一个电路在任何时刻的稳定输出不仅与该时刻电路的输入信号有关，而且还与该时刻之前的输出状态有关，这样的电路称为时序电路。,时序逻辑电路某时刻的输出状态不但与该时刻的输入取值有关，还与前一时刻的输出状态有关。因此，必须把
2、前一时刻的输出状态记忆下来。时序电路的基本框图, 由组合电路和记忆电路（触发器）两部分组成。,时序电路的特点： （1）含有记忆元件(最常用的是触发器)。 （2）具有反馈通道。,第五章 时序逻辑电路, 数字电路分：, 组合逻辑电路 时序逻辑电路, 基本单元：触发器.,时序电路：一个电路在任何时刻的稳定输出不仅与该时刻电路的输入信号有关，而且还与该时刻之前的输出状态有关，这样的电路称为时序电路。,时序电路的特点： （1）含有记忆元件(最常用的是触发器)。 （2）具有反馈通道。,状态：过去的输入已不存在，但可以通过存储器件把它们记录下来，称之为状态。记录下来的信息可能和过去的输入完全一样，也可能是经
3、过了组合电路加工处理后的结果。我们把某一时刻之前的状态称为“现态”，把这一时刻之后的状态称为“次态”.,第五章 时序逻辑电路, 框图: P136,1. 3个方程组:,输出方程:,驱动方程 (“控制函数”,“激励函数”),状态方程:,2. 莫尔(Moore)型时序逻辑电路: 输出与 X 无关，Z = F1( Qn ) 米里(Mealy)型时序逻辑电路: 输出与 X 及 Qn 均有关，Z = F1( X , Qn ).,3. 同步时序逻辑电路. 异步时序逻辑电路.,时序电路的特点： （1）含有记忆元件(最常用的是触发器)。 （2）具有反馈通道。,第五章 时序逻辑电路, 框图: P136,1. 3个
4、方程组:,输出方程:,驱动方程 (“控制函数”,“激励函数”),状态方程:,2. 莫尔(Moore)型时序逻辑电路: 输出与 X 无关，Z = F1( Qn ) 米里(Mealy)型时序逻辑电路: 输出与 X 及 Qn 均有关，Z = F1( X , Qn ).,3. 同步时序逻辑电路. 异步时序逻辑电路.,5.2 计数器 P143,计数器的分类有：,根据计数输入脉冲的触发方式决定,加法计数器 减法计数器 可逆计数器,同步计数器 异步计数器,按计数状态自动循环一次所经历的状态数或规律决定,二进制计数器(模2n ) N进制计数器 (非二进制计数器),按计数状态代码的增减规律决定,5.2.1 二进
5、制计数器,例: 异步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,T=J=K=1,c.级连方程: ( 进位方程),1,1,1,P145,5.2.1 二进制计数器,例: 异步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,T=J=K=1,莫尔(Moore)型电路:输出与 X 无关. 米里(Mealy)型电路:输出与 X 有关.,c.级连方程: ( 进位方程),同步, 异步时序逻辑电路.,单拍, 双拍接收.,下降沿触发或计数.,原码, 反码输出均可.,加法,减法计数器.,容量: 8进制计数器(模23=8 ). (“逢八进
6、一”),二进制计数器,N进制计数器.,扩展: 异步四位二进制加法 计数器( 模24=16 )., “分频”与“计数”,1,1,1,莫尔(Moore)型电路:输出与 X 无关. 米里(Mealy)型电路:输出与 X 有关.,5.2.1 二进制计数器,例: 异步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,T=J=K=1,c.级连方程: ( 进位方程),同步, 异步时序逻辑电路.,单拍, 双拍接收.,下降沿触发或计数.,原码, 反码输出均可.,加法,减法计数器.,容量: 8进制计数器(模23=8 ). (“逢八进一”),二进制计数器,N进制计数器.,扩展:
7、异步四位二进制加法 计数器( 模24=16 )., “分频”与“计数”,a. 时序图,初态,1,1,1,1,1,1,5.2.1 二进制计数器,例: 异步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,T=J=K=1,莫尔(Moore)型电路: 无X. 米里(Mealy)型电路: 有X.,c.级连方程: ( 进位方程),同步, 异步时序逻辑电路.,单拍, 双拍接收.,下降沿触发或计数.,原码, 反码输出均可.,加法,减法计数器.,容量: 8进制计数器(模23=8 ). (“逢八进一”),二进制计数器,N进制计数器.,扩展: 异步四位二进制加法 计数器( 模2
8、4=16 ).,初态,a. 时序图, “分频”与“计数”,b.状态图,5.2.1 二进制计数器,例: 异步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,T=J=K=1,莫尔(Moore)型电路: 无X. 米里(Mealy)型电路: 有X.,c.级连方程: ( 进位方程),同步, 异步时序逻辑电路.,单拍, 双拍接收.,下降沿触发或计数.,原码, 反码输出均可.,加法,减法计数器.,容量: 8进制计数器(模23=8 ). (“逢八进一”),二进制计数器,N进制计数器.,扩展: 异步四位二进制加法 计数器( 模24=16 ).,初态,a. 时序图, “分频”
9、与“计数”,b.状态图,c. 状态表,莫尔(Moore)型电路:输出与 X 无关. 米里(Mealy)型电路:输出与 X 有关.,5.2.1 二进制计数器,例: 异步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,T=J=K=1,c.级连方程: ( 进位方程),同步, 异步时序逻辑电路.,单拍, 双拍接收.,下降沿触发或计数.,原码, 反码输出均可.,加法,减法计数器.,容量: 8进制计数器(模23=8 ). (“逢八进一”),二进制计数器,N进制计数器.,扩展: 异步四位二进制加法 计数器( 模24=16 )., “分频”与“计数”,结论：异步、三位、二
10、进制(模8)、加法、计数器.,1,1,1,5.2.1 二进制计数器,例: 异步三位二进制减法计数器.,分析:,1,1,1,a. 时序图,初态,1,1,1,a. 时序图,b.状态图,初态,a. 时序图,b.状态图,c. 状态表,结论：异步、三位、二进制(模8)、减法、计数器.,5.2.1 二进制计数器,例: 异步三位二进制减法计数器.,分析:,结论：异步、三位、二进制(模8)、减法、计数器.,1,1,1,a. 时序图,b.状态图,c. 状态表,1,1,1,1,1,1, 异步二进制计数器: 优点:电路结构简单. 缺点: a.工作速度慢(计数速度慢). b.有过渡状态. ( CP竞争产生了冒险),a
11、. 时序图,初态,1,1,1, 异步二进制计数器: 优点:电路结构简单. 缺点: a.工作速度慢(计数速度慢). b.有过渡状态. ( CP竞争产生了冒险),5.2.1 二进制计数器,例:同步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,同步二进制加法计数器级间各T端连接的一般形式( 级间进位信号):,P144,5.2.1 二进制计数器,例:同步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,同步二进制加法计数器级间各T端连接的一般形式( 级间进位信号):, 莫尔(Moore)型, 双拍接收,下降沿触发或计数, 原码
12、、反码输出均可, 同步时序逻辑电路.,加法,减法计数器.,容量: 8进制计数器(模23=8 ). (“逢八进一”),二进制计数器,N进制计数器.,扩展: 同步四位二进制加法 计数器( 模24=16 )., “分频”与“计数”,c. 状态表,b.状态图,c. 状态表,结论：同步、三位、二进制(模8)、加法、计数器.,a. 时序图,b.状态图,c. 状态表,结论：同步、三位、二进制(模8)、加法、计数器.,初态,a. 时序图,b.状态图,c. 状态表,结论：同步、三位、二进制(模8)、加法、计数器.,初态,a. 时序图,b.状态图,c. 状态表,结论：同步、三位、二进制(模8)、加法、计数器.,5
13、.2.1 二进制计数器,例:同步三位二进制加法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,同步二进制加法计数器级间各T端连接的一般形式( 级间进位信号):,串行进位与并行进位 必须增加JK输入端个数。,5.2.1 二进制计数器,例:同步三位二进制减法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):,b.驱动方程:,同步二进制减法计数器级间各T端连接的一般形式( 级间借位信号):,a. 时序图,b.状态图,初态,结论：同步、三位、二进制(模8)、减法、计数器.,5.2.1 二进制计数器,例:同步三位二进制减法计数器.,分析:, T:,a.特征方程( 状态方程):
14、,b.驱动方程:,同步二进制减法计数器级间各T端连接的一般形式( 级间借位信号):,结论：同步、三位、二进制(模8)、减法、计数器.,小结：,1. 同步二进制计数器一般由T触发器构成，异 步二进制计数器由翻转触发器（T）构成；,2. 计数器又有分频器之称，n位二进制计数器的最大分频关系为 1/2n f CP ;,3. 同步计数器的计数速度比异步计数器高，且无过渡状态。影响计数速度的原因是进位连接，如串行进位和并行进位；,5.2.1 二进制计数器,4. 同步、异步二进制计数器级间连接的方法是：,5.2.1 二进制计数器,4. 同步、异步二进制计数器级间连接的方法是：,5.2.2 N进制计数器(非
15、二进制计数器),一、 N进制计数器的分析,例: 异步N进制计数器的分析.P141 分析图示计数器，它是一个几进制计数器，画出状态图，并说明用何种编码计数。,分析:, 用代数法进行分析，其基本步骤是：,1 . 由电路图写出每位触发器的驱动方程，特征方程，CP方程（同步计数器时不必写）；及输出方程。,2 .驱动方程代入特征方程求触发器状态方程；,3 . 依次设定初态代入状态方程和输出方程求出次态与输出； 列出状态表、画出状态图或时序图。,4 . 得出电路结论。,一、分析时序逻辑电路的一般步骤 1由逻辑图写出下列各逻辑方程式： （1）各触发器的时钟方程。 （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性方程，求得时序逻辑电路的状态方程。 3根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态表，画出状态图或时序图。 4根据电路的状态表或状态图说明给定时序逻辑电路的逻辑功能。,分析的任务：对一个给定的时序逻辑电路，研究在
