數(shù)電第4版 課件 27同步時(shí)序電路分析

5.2同步時(shí)序邏輯電路的分析第五章時(shí)序邏輯電路5.4同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)5.1概述5.3異步時(shí)序邏輯電路的分析5.5同步狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)5.6序列信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)5.1概述

組合電路：電路的輸出只與當(dāng)前的輸入有關(guān)，而與以前的輸入無(wú)關(guān)。

時(shí)序電路：電路在某一給定時(shí)刻的輸出，不僅取決于該時(shí)刻電路的輸入，還取決于前一時(shí)刻電路的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)：組合電路+存儲(chǔ)電路（觸發(fā)器）。一、什么是時(shí)序邏輯電路？結(jié)構(gòu)：由門電路構(gòu)成。

輸出方程：

狀態(tài)方程：Qn+1=F3(Z,Qn)

驅(qū)動(dòng)方程:Z=F2(X,Qn)二、時(shí)序電路的模型Y=F1(X,Qn)輸入信號(hào)輸出信號(hào)狀態(tài)信號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)5.1概述時(shí)序邏輯電路舉例——串行加法器101101011111000000111011一位全加器D觸發(fā)器5.1概述三、時(shí)序邏輯電路的分類1.同步時(shí)序邏輯電路和異步時(shí)序邏輯電路同步時(shí)序電路：異步時(shí)序電路：所有觸發(fā)器由同一時(shí)鐘脈沖源控制沒有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖5.1概述

2.計(jì)數(shù)器和狀態(tài)機(jī)

計(jì)數(shù)器：沒有輸入變量X，它僅僅在時(shí)鐘控制下自動(dòng)地改變狀態(tài)，一般直接以觸發(fā)器的狀態(tài)作為輸出。5.1概述摩爾型狀態(tài)機(jī)：輸出只和現(xiàn)態(tài)有關(guān)，與輸入無(wú)關(guān)。Y=F

(Qn

)

狀態(tài)機(jī)：除了時(shí)鐘信號(hào)之外，還有輸入信號(hào)X，它通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)X的響應(yīng)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移。分摩爾型（Moore）狀態(tài)機(jī)和米里型（Mealy）狀態(tài)機(jī)兩類。5.1概述米里型狀態(tài)機(jī)：輸出不僅和現(xiàn)態(tài)有關(guān)，還和輸入有關(guān)。Y=F

(X,Qn

)5.1概述5.2同步時(shí)序電路分析時(shí)序邏輯電路的分析步驟：例1：請(qǐng)分析以下同步時(shí)序電路。（1）寫出驅(qū)動(dòng)方程5.2同步時(shí)序電路分析（2）寫出狀態(tài)方程（3）寫出輸出方程（1）寫出驅(qū)動(dòng)方程5.2同步時(shí)序電路分析（4）根據(jù)狀態(tài)方程列出狀態(tài)表。11111010110001101000100000011010110001101000100000000011

Q2n

Q1nQ0nQ2n+1

Q1n+1Q0n+1Y111001000011110100101Q2Q1Q0010000→110七個(gè)狀態(tài)構(gòu)成循環(huán)，稱為有效循環(huán)?！?11”位于有效循環(huán)之外，稱為無(wú)效狀態(tài)。如果無(wú)效狀態(tài)在若干個(gè)CP作用后，最終能進(jìn)入有效循環(huán)稱該電路具有自啟動(dòng)能力。上述時(shí)序電路能夠自啟動(dòng)。（5）作出狀態(tài)圖5.2同步時(shí)序電路分析（6）時(shí)序圖（設(shè)Q2Q1Q0初態(tài)為000）（7）結(jié)論：同步七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。YQ2Q1Q0CP01001011001000011000001115.2同步時(shí)序電路分析例2：分析如圖所示時(shí)序電路。摩爾型同步狀態(tài)機(jī)5.2同步時(shí)序電路分析（1）寫出驅(qū)動(dòng)方程（2）寫出狀態(tài)方程（3）寫出輸出方程5.2同步時(shí)序電路分析5.2同步時(shí)序電路分析功能：串行數(shù)據(jù)檢測(cè)器，當(dāng)串行數(shù)據(jù)X出現(xiàn)101時(shí)，電路輸出Y為1。時(shí)鐘周期T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T13T14T15X01