第6章时序逻辑电路
第6章 时序逻辑电路
第6章↓ 时序逻辑电路 本章的重点： 1.时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，以及 逻辑功能的描述方法； 2。同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法； 3.常用的中规模集成时序逻辑电路器件的应用。 本章的难点： 本章难点是同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法。 同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法既是本章的一个难 点，又是一个重点。这些方法不仅适用于用中小规模器件设 计时序逻辑电路，而且也是第10章中使用可编程逻辑器件设 计时序逻辑电路所必须具备的基础知识
本章的重点： 1．时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，以及 逻辑功能的描述方法； 2．同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法； 3．常用的中规模集成时序逻辑电路器件的应用。 本章的难点： 本章难点是同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法。 同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法既是本章的一个难 点，又是一个重点。这些方法不仅适用于用中小规模器件设 计时序逻辑电路，而且也是第10章中使用可编程逻辑器件设 计时序逻辑电路所必须具备的基础知识。 第6章 时序逻辑电路
6.1概述 女组合电路 逻辑电路可分为两大类： ☆时序电路 组合逻辑电路：当前的输出仅取决于当前的输入，与电 路过去的状态无关。例如各种门电路等。 时序逻辑电路：任一时刻的输出信号不但取决于当时的 输入信号，而且还取决于电路原来的状态，与以前的输入有 关。 JK触发器就是一个最简单的时序电路。 例如：JK触发器，其特征方程 :Q1=JQ”+K0 Q”+1和 当前的输入J、K有关 还与过去的Qn有关
逻辑电路可分为两大类： ☆ 组合电路 组合逻辑电路：当前的输出仅取决于当前的输入，与电 路过去的状态无关。例如各种门电路等。 时序逻辑电路：任一时刻的输出信号不但取决于当时的 输入信号，而且还取决于电路原来的状态，与以前的输入有 关。 例如：JK触发器，其特征方程 ： ☆ 时序电路 n n n Q = JQ + KQ +1 Q n+1 和 当前的输入J、K有关 还与过去的 Q n 有关 JK触发器就是一个最简单的时序电路。 6.1 概述
一、时序电路的一般结构： 典型时序电路由两部分组成：组合电路、存储电路。 外输入：X必1，X2X)二 外输出：YY1,Y2Y3) 是时序电路的外部 组合电路 是时序电路的输出信号。 输入信号。 内输入：Q(Q1,Q2QL) 内输出：Z(Z1,Z2Z) 存储电路的输出，反馈 存储电路 内输出：存储电路的输入 到组合电路的输入端。 信号。 二、时序电路特点 1、有存储电路（触发器）、有记忆（记忆以前的状态） 2、有反馈支路 存储电路的输出必须反馈到组合电路的输 入端，与输入信号一起，共同决定组合电 路的输出
一、时序电路的一般结构： 典型时序电路由两部分组成：组合电路、存储电路。 二、 时序电路特点： 1、有存储电路（触发器）、有记忆（记忆以前的状态） 组合电路 存储电路 外输入：X(X1 ,X2┈Xi ) 外输出：Y(Y1 ,Y2┈Y3 ) 内输出：Z(Z1 ,Z2┈ZK 内输入:Q(Q ) 1 ,Q2┈QL ) 内输出：存储电路的输入 信号。 是时序电路的外部 是时序电路的输出信号。 输入信号。 存储电路的输出，反馈 到组合电路的输入端。 2、有反馈支路 存储电路的输出必须反馈到组合电路的输 入端，与输入信号一起，共同决定组合电 路的输出
时序逻辑电路的结构如图所示 组合 Z 逻辑 血 ￥ 另 Y 存储 器件
时序逻辑电路的结构如图所示
时序电路的框图 状态用q1…q表示。 外部输入 组合逻辑电路 原状态： 新状态： +] 4…91 三、描述其逻辑功能的方程组 状态变量 : 存储电路 外部输出 9r y1=f1（x1,x2,…,x,91,92,… 输出方程 y2=f2（x1,x2,…,x,q1,92,97 gi+1=h1(z1,之2，…，之4,9i,92,…,9i） y=f（x1,x2,…,x,91,92,…,91） 92*1=h2(z1,22,…,z4,9i,92,…,9) z1=g1（x1,x2,…,x:,91,92,…,91） gt1=h,(z1,之2，…，z4,9i,92,…,9） 之2=g2（x1,x2,…,t,91,92,…,91） : 状态方程 之4=g(x1,2,…,x,91,92,…,9） 驱动方程
时序电路的框图 外 部 输 入 外 部 输 出 原状态: q n q 1 n l … 新状态： q n 1 1 + q n l +1 … 三、描述其逻辑功能的方程组 驱动方程 状 态 变 量 输出方程 状态方程 状态用ql q1表示
三、功能描述 用三个方程描述 1、输出方程 Y(n)=F[x()ot】 外部输出=外输入和内输入组合函数 2、激励方程 Zt)=Gx(n)b94】 触发器的输入信号的逻辑表达式 例如：J=A,K=B 3、状态方程 Q4n）=H[Zln,】 将存储电路中每个触发器的输入信号的逻辑表达式（激励 方程)代入相应触发器的特征方程，其结果就是触发器状态 方程。 例如JK触发器特征方程：Q”1=JQ”+KQ' 将激励方程J=A,K=B代入其状态方程Q1=AQ”+BO
三、功能描述 1、输出方程 外部输出＝外输入和内输入组合函数 触发器的输入信号的逻辑表达式 2、激励方程 将存储电路中每个触发器的输入信号的逻辑表达式（激励 方程）代入相应触发器的特征方程，其结果就是触发器状态 方程。 3、状态方程 用三个方程描述 ( ) ( ) ( ) n n n Y t = F X t ,Q t ( ) ( ) ( ) n n n Z t = G X t ,Q t ( ) ( ) ( ) n n n Q t H Z t ,Q t +1 = 例如：J = A,K = B n n n Q = JQ + KQ +1 n n = AQ + BQ n+1 其状态方程 Q 例如JK触发器特征方程： 将激励方程J = A,K = B代入
四、时序电路的分类 同步时序逻辑电路； 按电路中触发器的动作特点可分为： 异步时序逻辑电路。 同步时序逻辑电路：电路中所有触发器状态的变化都在同一 时钟信号的同一边沿发生。 异步时序逻辑电路：不满足同步时序逻辑电路的条件。 ·不在同一时钟边沿翻转； ·没有时钟信号。 按输出信号的特点分，可分为米利型(Mealy)和 穆尔型(Moore) 两种 米利型：输出信号与电路的状态和输入变量都有关。 穆尔型：输出信号只取决于电路的状态。 (电路可能没有输入信号)
四、时序电路的分类 同步时序逻辑电路：电路中所有触发器状态的变化都在同一 时钟信号的同一边沿发生。 异步时序逻辑电路：不满足同步时序逻辑电路的条件。 • 不在同一时钟边沿翻转； • 没有时钟信号。 按输出信号的特点分，可分为米利型（Mealy）和 穆尔型（Moore）两种。 米利型：输出信号与电路的状态和输入变量都有关。 穆尔型：输出信号只取决于电路的状态。 （电路可能没有输入信号）。 按电路中触发器的动作特点可分为：同步时序逻辑电路； 异步时序逻辑电路
举例说明： 一、电路分析 X & 1b2 ① 电路由两部分组成 组合电路由三个门电路组成 存储电路由T触发器构成 ② 外部输入X,CP。(CP也可以看作外部输入) 内输入是由T触发器的Q端反馈到组合电路输入端。 ④ T'是内输出信号，作为T触发器的输入。 ⑤Z为时序电路的输出
一、电路分析 ① 电路由两部分组成 ② 外部输入X，CP。（CP也可以看作外部输入） ③ 内输入是由T触发器的Q端反馈到组合电路输入端。 ④ Tˊ是内输出信号，作为T触发器的输入。 ⑤ Z为时序电路的输出。 组合电路由三个门电路组成 存储电路由T触发器构成 Z Q T & 1 X 1 CP ' T
X 二、功能描述 & 2 输出方程：Z=XOCP 激励方程：T=X CP 状态方程： Q=T⊕Q]CpU =K⊕OCP↓=X⊙QnCP↓
二、功能描述 输出方程： Z XQ CP n = 激励方程： T = X 状态方程： = + Q T Q CP n 1 n = X Q CP n ＝X ⊙ Q n CP↓ Q T & 1 X 1 CP ' T Z