第七章時序邏輯電路

1、模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù) 第七章 時序邏輯電路一、概述1、時序邏輯電路的特點邏輯功能特點：任何時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入信號，而且與電路原有的狀態(tài)有關(guān)。電路結(jié)構(gòu)特點：由存儲電路和組合邏輯電路組成。2、時序邏輯電路的類型同步時序邏輯電路：所有觸發(fā)器的時鐘端連在一起，所有觸發(fā)器在同一個時鐘脈沖控制下同步工作。異步時序邏輯電路：時鐘脈沖只觸發(fā)部分觸發(fā)器，其余觸發(fā)器由電路內(nèi)部信號觸發(fā)。因此，觸發(fā)器不在同一時鐘作用下同步工作。 米利型電路：輸出不僅取決于存儲電路的狀態(tài)，還和電路的輸入信號有關(guān)。摩爾型電路：輸出僅僅取決于存儲電路的狀態(tài)。3、時序邏輯電路的各種方程和圖表 時鐘方程驅(qū)動方程：各觸發(fā)器輸入

2、信號的邏輯表達式。 輸出方程：時序電路的輸出邏輯表達式。狀態(tài)方程：將驅(qū)動方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程中所得到的方程 狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表：簡稱狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，是反映電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的規(guī)律與條件的表格。填寫方法：將電路現(xiàn)態(tài)的各種取值代入狀態(tài)方程和輸出方程進行計算，求出相應(yīng)的次態(tài)和輸出，從而列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。如現(xiàn)態(tài)起始值已給定，則從給定值開始計算；如沒有給定，則可設(shè)定一個現(xiàn)態(tài)起始值依次進行計算。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：用圓圈及其內(nèi)的標注表示電路的所有穩(wěn)態(tài)，用箭頭表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方向，箭頭旁的標注表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件，從而得到的狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖。時序圖：在時鐘脈沖 CP作用下，各觸發(fā)器狀態(tài)變化的波形圖。 二、時序邏輯電路的分析方法

3、1、同步時序邏輯電路的分析方法 a、根據(jù)給定的電路，寫出它的輸出方程和驅(qū)動方程，并求狀態(tài)方程； b、列狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表； c、分析邏輯功能； d、畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖。 2、異步時序邏輯電路的分析方法異步與同步時序電路的根本區(qū)別在于前者不受同一時鐘控制，而后者受同一時鐘控制。因此，分析異步時序電路時需寫出時鐘方程，并特別注意各觸發(fā)器的時鐘條件何時滿足。三、計數(shù)器1、計數(shù)器的作用與分類 計數(shù)器(Counter)用于計算輸入脈沖個數(shù)，還常用于分頻、定時等，其分類如下： 按時鐘控制方式不同分：同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。（同步計數(shù)器比異步計數(shù)器的速度快得多。） 按計數(shù)增減分：加法計數(shù)器、減法計數(shù)器、加/減

4、計數(shù)器 按計數(shù)進制分：二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、N進制計數(shù)器2、計數(shù)器的計數(shù)規(guī)律舉例下面分別是二進制加法計數(shù)器和二進制減法計數(shù)器的計數(shù)規(guī)律：下面是8421碼十進制計數(shù)器和任意進制（五進制）計數(shù)器計數(shù)規(guī)律：計數(shù)的最大數(shù)目稱為計數(shù)器的“?！保肕表示，模也稱為計數(shù)長度或計數(shù)容量。n個觸發(fā)器有種輸出，最多可實現(xiàn)模計數(shù)器，五進制計數(shù)器也稱模5計數(shù)器；十進制計數(shù)器則為模10計數(shù)器；3位二進制計數(shù)器為模8計數(shù)器。3、同步計數(shù)器（1）、3位二進制同步加法計數(shù)器下圖為同步3位二進制同步加法計數(shù)器的電路圖：串行進位：觸發(fā)器負載均勻 并行進位：低位觸發(fā)器負載重電路分析:a、邏輯電路圖只由T觸發(fā)器構(gòu)成，且T觸發(fā)器

5、的特性方程為：。b、由圖可知，各觸發(fā)器的驅(qū)動方程為：，即： c、將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程帶入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，得到各觸發(fā)器的狀態(tài)方程為：d、電路的輸出方程為：根據(jù)上述，可列出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表：（2）、3位二進制同步減法計數(shù)器下圖為同步3位二進制同步減法計數(shù)器的電路圖：電路分析： 與二進制加法計數(shù)器相比，各觸發(fā)器的驅(qū)動方程變?yōu)椋?，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如下：（3）、二進制可逆同步計數(shù)器二進制可逆同步計數(shù)器是加法計數(shù)器和減法計數(shù)器的合并，并通過控制電路選擇加、減計數(shù)功能。如上圖，當時，實現(xiàn)加計數(shù)器功能；當，實現(xiàn)減計數(shù)器功能。（4）、十進制加法同步計數(shù)器（5）、十進制減法同步計數(shù)器4、異步計數(shù)器5、集成計數(shù)器6、任意進制計數(shù)器的構(gòu)成目前常見的集成計數(shù)器有十進制、4位二進制、12位二進制等。若現(xiàn)在有進制計數(shù)器，需構(gòu)成進制計數(shù)器，此時有和兩種情況。（1）、的情況 在進制計數(shù)器的計數(shù)過程中，只要跳過個狀態(tài)，就可以獲得進制計數(shù)器。 集成計數(shù)器一般都有置零輸入端和置數(shù)輸入端，可以利用這兩個輸入端來跳過個狀態(tài)實現(xiàn)進制計數(shù)器，分別稱為反饋復(fù)位法和反饋置數(shù)法。當輸入第 N 個計數(shù)脈沖時，利用置 0 功能對計數(shù)器進行置 0 操作，強迫計數(shù)器進入計數(shù)循環(huán)，從而實現(xiàn) N 進制計數(shù)。這種計數(shù)器的起始狀態(tài)值必須是零。當輸入第