数字电路基础--ch06-1时序逻辑电路的分析与设计

6 . 时序逻辑电路的分析与设计6.1 时序逻辑电路的基本概念 6.2 同步 时序逻辑电路的分析 6.3 同步 时序逻辑电路的设计

6.4 异步 时序逻辑电路的分析6.5 若干典型的时序逻辑集成电路 *6.6 用Verilog描述时序逻辑电路 6.7 时序逻辑可编程逻辑器件

教学基本要求

1、熟练掌握时序逻辑电路的描述方式及其相互转换。2、熟练掌握时序逻辑电路的分析方法

3、熟练掌握时序逻辑电路的设计方法 4、熟练掌握典型时序逻辑电路计数器、寄存器、移位 寄存器的逻辑功能及其应用。 5、正确理解时序可编程器件的原理及其应用。

6.1 时序逻辑电路的基本概念6.1.1 时序逻辑电路的模型与分类 6.1.2 时序电路逻辑的表达

6.1 时序逻辑电路的基本概念6.1.1 时序逻辑电路的模型与分类1. 时序电路的一般化模型

j I i 组合 电路 k m结构特征: *电路由组合电路和存储电路组成。 *电路存在反馈。

O S

E

存储电路

输出方程:

O=f1(I,S) 表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式

激励方程:

E=f2(I,S) 表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式 Sn+1=f3(E,Sn) 表达存储电路从现态到次态的转换关系式j I i 组合 电路 k m E 存储电路 S O

状态方程 :

2、异步时序电路与同步时序电路 同步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源， 它们的状态在同一时刻更新。 异步： 没有统一的时钟脉冲或没有时钟脉冲，电路 的状态更新不是同时发生的。X “ 1” CP Q1 1J =1 1J

时序电路

Q2

& Z CP 1D>

1D Q0 Q0>

>C11K FF 1 Q1

> C11K FF 2 Q2 & Y

FF0

FF1

Q1 Q1

6.1.2 时序电路功能的表达方法1. 逻辑方程组A ≥1 & D0 1D C1 FF0 & CP & 1 FF1 Y D1 Q1 Q1 Q0 Q0

输出方程

Y ( Q0 Q1 ) A激励方程组

D0 ( Q0 Q1 ) A

D1 Q0 A状态方程组n Q1 1 D

1D C1

n n n Q0 1 ( Q0 Q1 ) An n Q1 1 Q0 A

2. 根据方程组列出状态转换真值表 状态转换真值表 输出方程 n Q0n A Q1n 1Q0n 1 Y Q1

Y ( Q0 Q1 ) A状态方程组n n Q1 1 Q0 A

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

1 1

0 01 1

0 10 1

0 10 0

0 10 1

1 01 0

n Q0 1

n ( Q0

n Q1

)A

1 1

3.将状态转换真值表转换为状态表

状态转换真值表

Q Q A Q Q0 0 0 0

n 1

n 0

n 1 n 1 0 1

Y0

状态表

0

00 0 1 1 1 1

01 1 0 0 1 1

10 1 0 1 0 1

10 0 0 1 0 0

00 1 0 1 0 1

01 0 1 0 1 0

Q1n Q0n0001 10 11

n Q1n 1Q0 1 / Y

A=0 00/0 0 0/ 1 00/1 0 0/ 1

A=1

10/0 01/0 11/0 01/0

4.根据状态表画出状态图

状态表

0/0 0/100

1/001

Q Q00 01 10 11

n 1

n 0

n Q1n 1Q0 1 / Y

A=0 00/0

A=1 10/0 01/0 11/0 01/0

0 0/ 1 00/10 0/ 1

1/0

0/110

0/1 1/0 1/011

5. 时序图

根据状态表画出波形图

状态表

QQ00 01

n 1

n 0

Q QA=0 00/0

0 0/ 1

n 1 1

n 1 0

CP

/YA=1A

10/0 01/0

Q0

Q1

1011

00/10 0/ 1

11/0Y

01/0

时序逻辑电路的几种描述方式是可以相互转换的

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