版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
觸發(fā)器
Flip-Flops和時(shí)序電路數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)NAND
Latch
(a)
NAND
latch;
(b)
function
table.22015
ZDMC復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)NOR
Gate
Latch
(a)
NOR
gate
latch(b)
function
table(c)
simplified
blocksymbol32015
ZDMC復(fù)習(xí)42015
ZDMCMaster-Slave
Structure
Break
flow
by
alternating
clocks
(like
an
air-lock)
Use
positive
clock
to
latch
inputs
into
one
R-S
latch
Use
negative
clock
to
change
outputs
with
another
R-S
latchView
pair
as
one
basic
unit
master-slave
flip-flop
twice
as
much
logic
output
changes
a
few
gate
delays
after
the
falling
edge
of
clock
but
does
not
affect
any
cascaded
flip-flopsmaster
stageslave
stageP'P
CLK數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)RSQ'
QRSQ'
QRS復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)52015
ZDMC
脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理提高可靠性,要求每個(gè)CLK
周期輸出狀態(tài)只能改變1次數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)62015
ZDMC所以每個(gè)clk周期,輸出狀態(tài)只可能改變一次
1.
主從SR觸發(fā)器
(1)clk
1時(shí),“主”按S,R翻轉(zhuǎn),“從”保持
(2)clk下降沿到達(dá)時(shí),“主”保持,“從”根據(jù)“主”的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)XX00X
X0
00
11100110
00
11
01
11
01
111001*1*CLK
S
R
Q
Q*Qn0172015
ZDMC
2.
主從JK觸發(fā)器為解除約束即使出現(xiàn)S
R
1的情況下,Q*也是確定的
JK主從SRQ
Q’QQ’CLK數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)
Q
0,“主”
1
Q
0,“主”保持0
Q
0若Q
0,則“主”置1數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)
clk
后,“從”
1
Q*
“主”保持1
*1,主從SR
JK
Q
Q’(1)若J
1,K
0則clk
1時(shí),QQ’CLK“主”保持
clk
后,“從”保持
Q*
1
*(3)若J
K
0則clk
1時(shí),
clk
后,“從”
(Q*)
8(4)若J
K
1則clk
1時(shí),若Q*
1,則“主”置0
*
2015
ZDMC
clk
后,“從”
0
Q*
1,“主”
0
*(2)若J
0,K
1則clk
1時(shí),數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)92015
ZDMCXX00110011CLK
J
K
Q
Q*Q*01110010XX00110011X
X0
00
10
00
11
01
11
01
1(5)
列出真值表
CLK
S
R
Q
Q*主從SRQ*0111001*1*
J
KX
X0
00
10
00
11
01
11
01
1
Q
Q’QQ’CLK11
D數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)Clk=1RS0D’D’D
0QQ’negative
edge-triggered
D
flip-flop
(D-FF)
4-5
gate
delaysmust
respect
setup
and
hold
time
constraints
to
successfully
capture
inputcharacteristic
equation
Q(t+1)
=
Dholds
D'
whenclock
goes
lowholds
D
whenclock
goes
low
2015
ZDMCEdge-Triggered
Flip-Flops
More
efficient
solution:
only
6
gates
sensitive
to
inputs
only
near
edge
of
clock
signal
(not
while
high)復(fù)習(xí)D數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)122015
ZDMCQClk=0
DR
S
D
D’when
clock
goes
high-to-low
data
is
latchedEdge-Triggered
Flip-Flops
(cont’d)
Step-by-step
analysisD’
D’QR
S
D
D’when
clock
is
low
data
is
heldD’D
D’
Clk=0
new
Dnew
D
old
D復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)132015
ZDMCpositive
edge-triggered
FFnegative
edge-triggered
FF
QposQpos'
QnegQneg'Edge-Triggered
Flip-Flops
(cont’d)
Positive
edge-triggered
Inputs
sampled
on
rising
edge;
outputs
change
after
rising
edgeNegative
edge-triggered
flip-flops
Inputs
sampled
on
falling
edge;
outputs
change
after
falling
edge
100
D
CLK復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)142015
ZDMCNegative
Edge
Trigger
FF
in
Verilog
module
d_ff
(q,
q_bar,
data,
clk);
input
data,
clk;
output
q,
q_bar;
reg
q;
assign
q_bar
=
~q;
always
@(negedge
clk)
begin
q
<=
data;
end
endmodule復(fù)習(xí)15behavior
is
the
same
unless
input
changes
while
the
clock
is
high2015
ZDMC
CLK
positiveedge-triggered
flip-flop
D
Q
G
CLK
transparent
(level-sensitive)
latch數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)
D
CLKQedgeQlatchComparison
of
Latches
and
Flip-Flops
D
Q復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)162015
ZDMCTiming
Methodologies
Rules
for
interconnecting
components
and
clocks
Guarantee
proper
operation
of
system
when
strictly
followedApproach
depends
on
building
blocks
used
for
memory
elements
Focus
on
systems
with
edge-triggered
flip-flops
–
Found
in
programmable
logic
devices
Many
custom
integrated
circuits
focus
on
level-sensitive
latchesBasic
rules
for
correct
timing:
(1)
Correct
inputs,
with
respect
to
time,
are
provided
to
the
flip-flops
(2)
No
flip-flop
changes
state
more
than
once
per
clocking
event復(fù)習(xí)17order
to
input
clockthere
is
a
timing
"window"around
the
clocking
eventduring
which
the
input
mustremain
stable
and
unchangedin數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)
be
recognizedTsu
Thclock
stable
changing
data
clock
2015
ZDMCdataD
QD
QTiming
Methodologies
(cont’d)
Definition
of
terms
clock:
periodic
event,
causes
state
of
memory
element
to
change;
can
be
rising
or
falling
edge,
or
high
or
low
level
setup
time:
minimum
time
before
the
clocking
event
by
which
the
input
must
be
stable
(Tsu)
hold
time:
minimum
time
after
the
clocking
event
until
which
the
input
must
remain
stable
(Th)復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)182015
ZDMC
IN
Q0
Q1CLK100Cascading
Edge-triggered
Flip-Flops
Shift
register
New
value
goes
into
first
stage
While
previous
value
of
first
stage
goes
into
second
stage
Consider
setup/hold/propagation
delays
(prop
must
be
>CLKINQ1hold)
Q0
D
QD
QOUT復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)192015
ZDMC觸發(fā)器Flip-Flop分類
邏輯功能分類
RS鎖存器JK觸發(fā)器T觸發(fā)器D觸發(fā)器
邏輯功能指按觸發(fā)器的次態(tài)和現(xiàn)態(tài)及輸入信號之間的邏輯關(guān)系.
特性表
特性方程
狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)202015
ZDMCRS
鎖存器
特性方程Qn+1=S+R’QnRS
Latch的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖
01S=1,R=0S=0,R=1S=X,R=0S=0,R=X特性表/真值表
S
R
Qn
Qn+1000
01111001
10011010
10101010
01100保持
復(fù)位置位不定復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)212015
ZDMCJK
觸發(fā)器
特性方程:Qn+1=JQn’+K’QnJK
FF的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖
01J=1,K=XJ=X,K=1J=X,K=0J=0,K=X特性表/真值表
J
K
Qn
Qn+1000
01111001
10011010
10101010
01110保持
復(fù)位置位翻轉(zhuǎn)復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)222015
ZDMCT
觸發(fā)器
特性方程:Qn+1=TQn’+T’QnT
FF的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖特性表/真值表
01T=1T=1T=0T=0TQnQn+1001
1010
1011
0保持翻轉(zhuǎn)T’觸發(fā)器:T=1,
Qn+1=Qn’
JK觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端連在一起作為T端,可以構(gòu)成T
Flip-flop復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)232015
ZDMCD
觸發(fā)器
特性方程:Qn+1=DD
FF的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖特性表/真值表01D=1D=1D=1D=0DQnQn+1001
1010
1001
1resetset復(fù)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)242015
ZDMC本講內(nèi)容
同步時(shí)序電路分析方法數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)25時(shí)序邏輯電路
時(shí)序電路通常包含組合電路和存儲電路兩部分.存儲電路的輸出狀態(tài)反饋到組合電路的輸入端,與輸入信號一起,共同決定組合邏輯電路的輸出.任一時(shí)刻的輸出信號不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號,還取決于電路原來的狀態(tài)(與以前的輸入有關(guān)).組合邏輯電路
存儲電路
輸出方程Yi驅(qū)動(dòng)方程Zi輸入Xi
狀態(tài)方程
Qi時(shí)序電路的結(jié)構(gòu)框圖
2015
ZDMC數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)262015
ZDMC時(shí)序電路分類
同步時(shí)序電路
所有觸發(fā)器狀態(tài)的變化都是在同一個(gè)時(shí)鐘信號下同時(shí)發(fā)生.異步時(shí)序電路
觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是同時(shí)發(fā)生的.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)272015
ZDMCFSM:有限狀態(tài)機(jī)
采用輸入信號和電路狀態(tài)的邏輯函數(shù)去描述時(shí)序電路邏輯功能的方法Mealy型
輸出信號取決于存儲電路狀態(tài)和輸入變量Moore型
輸出只是存儲電路現(xiàn)態(tài)的函數(shù)inputsnext
statecurrent
state
輸出與時(shí)鐘同步
combinationallogicMealy
outputs
combinational
Moore
outputs
logic數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)282015
ZDMC同步時(shí)序電路分析方法
目的是找出電路狀態(tài)和輸出信號的變換規(guī)律,指出其邏輯功能時(shí)序電路求激勵(lì)方程和輸出方程由特征方程求狀態(tài)方程求狀態(tài)表畫狀態(tài)圖畫波形圖功能描述數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)29同步時(shí)序電路分析例D
clkD
clkQQ’QQ’xA
A’
B
B’y狀態(tài)方程:An+1=Ax+Bx
Bn+1=A’x狀態(tài)方程是確定觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件的表達(dá)式
2015
ZDMC數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)302015
ZDMC
輸出方程
y=(A+B)x’DQclk
Q’DQclk
Q’xAA’B
B’y數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)312015
ZDMC狀態(tài)表描述/狀態(tài)圖現(xiàn)態(tài)輸入次態(tài)
輸出A
B
x
An+1
Bn+1
Y00000000
0101
1010
1000
1010
1001
01101100111101010010現(xiàn)態(tài)次態(tài)輸出x=0
x=1x=0
x=1ABABABY00011011000000000111101001110000000111ABx/y0/00/1
1/0101/00/11/00/11/0狀態(tài)圖數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)322015
ZDMC由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序電路分析
對D觸發(fā)器,狀態(tài)方程與輸入方程一致.JK/T觸發(fā)器,參考對應(yīng)的特性表或特性方程來得到次態(tài)值.
把觸發(fā)器輸入方程表示成現(xiàn)態(tài)和輸入變量的函數(shù).
列出每個(gè)輸入方程的二進(jìn)制數(shù)值.
利用對應(yīng)觸發(fā)器的特性表確定狀態(tài)表中的次態(tài)值.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)332015
ZDMCJK
FF構(gòu)成的時(shí)序電路分析
JKJKCLKxABJK
FF輸入方程JA=B
KA=Bx’JB=x’
KB=A’x+Ax’數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)342015
ZDMCJK
FF構(gòu)成的時(shí)序電路分析(續(xù))
把觸發(fā)器的輸入方程表示成現(xiàn)態(tài)和輸入變量的函數(shù).將輸入方程代入到觸發(fā)器的特性方程中,得到狀態(tài)方程.使用對應(yīng)的狀態(tài)方程確定狀態(tài)表中的次態(tài).現(xiàn)態(tài)輸入次態(tài)觸發(fā)器輸入A
B
x
A
B0
0
0
0
10
0
1
0
00
1
0
1
1
0
1
1
1
0JA001
1
KA001
0
JB101
0KB
0
1
0
1111100110101110110010010001010101010JK
FF特性方程:
Qn+1=JQn’+K’QnJK
FF輸入方程:JA=B
KA=Bx’JB=x’
KB=A’x+Ax’狀態(tài)方程:An+1=A’B+AB’+AXBn+1=B’x’+ABx+A’Bx’352015
ZDMCJK
FF構(gòu)成的時(shí)序電路分析(續(xù))1101000010
11
001
1狀態(tài)圖現(xiàn)態(tài)
輸入
次態(tài)A
B
x
A
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 品牌加盟合同管理與風(fēng)險(xiǎn)管理
- 2024年度版權(quán)質(zhì)押合同:影視作品的版權(quán)抵押融資
- 古典風(fēng)格博物館裝修合同
- 地質(zhì)公園山坡地租賃合同
- 旅游規(guī)劃市場管理辦法
- 商業(yè)中心改造硬裝施工合同
- 旅游景區(qū)民宿租賃合同樣本
- 礦山電力系統(tǒng)升級合同
- 假山公交站景觀施工合同
- 期貨公司內(nèi)勤服務(wù)合同
- 北京市第四中學(xué)2024-2025學(xué)年七年級上學(xué)期期中生物學(xué)試題(含答案)
- 體育教師先進(jìn)個(gè)人事跡材料
- 2025屆江蘇省蘇州市第一中學(xué)物理高三第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試模擬試題含解析
- 2024.11.9全國消防安全日全民消防生命至上消防科普課件
- 企業(yè)財(cái)務(wù)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)施方案
- 第九課+發(fā)展中國特色社會主義文化+課件高中政治統(tǒng)編必修四哲學(xué)與文化
- 牙用漂白凝膠市場環(huán)境與對策分析
- 2024年山東省濟(jì)南市中考英語試題卷(含答案)
- 人教版七年級道德與法治上冊 期中復(fù)習(xí)知識梳理
- 3.1 農(nóng)業(yè)區(qū)位因素及其變化 課件 高一地理人教版(2019)必修第二冊
- 2024-2025學(xué)年六年級科學(xué)上冊第二單元《地球的運(yùn)動(dòng)》測試卷(教科版)
評論
0/150
提交評論