最新常用时序逻辑电路的分析PPT课件.ppt
《最新常用时序逻辑电路的分析PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新常用时序逻辑电路的分析PPT课件.ppt(75页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、常用时序逻辑电路的分析常用时序逻辑电路的分析第十次作业参考答案双稳态触发器的分类双稳态触发器的分类按逻辑功能不同分按逻辑功能不同分T T(ToggleToggle)触发器触发器D D(DelayDelay)触发器触发器JKJK触发器触发器 同步触发器同步触发器RSRS触发器触发器基本触发器基本触发器边沿触发器边沿触发器按电路结构不同分按电路结构不同分主从触发器主从触发器回顾回顾基本基本R-S触发器触发器&A&BSDRDSDRDSDRD Qn+1 0 0 0 1 1 0 1 1不定不定 Qn01置位端置位端复位端复位端基本基本RSRS触发器触发器:00 00态不定,态不定,11 11 态不变,其
2、余同态不变,其余同R R记记 回顾同步同步R-S触发器触发器&ASD&BRD&C&DSRCRDSDSRC同步同步RS触发器,状态翻转要触发器,状态翻转要CP 00不变不变11乱,乱,其余雷同其余雷同S记。记。特征方程:特征方程:CPSR Qn+10XXQn1 1 1不定1 1 0 11 0 1 01 00 Qn回顾主从主从J-K触发器触发器C1RDSDSRSR&KJRDSDKJC特征方程特征方程JKQn+11110 01 00JKJK触发器,触发器,1111把数计,把数计,0000态不变,其余同态不变,其余同J J记记 双稳态触发器双稳态触发器基本基本RSRS触发器触发器:00 00态不定,态
3、不定,11 11 态不变,其余同态不变,其余同R R记记 JKJK触发器触发器:00 00态不变,态不变,11 11态翻转,其余同态翻转,其余同J J记记 同步同步RSRS触发器触发器:00 00态不变,态不变,11 11 态不定,其余同态不定,其余同S S记记 D D触发器触发器:同同D D记记 T T触发器触发器:0态不变,态不变,1态翻转态翻转TT触发器触发器:随时钟脉冲随时钟脉冲翻转翻转回顾回顾时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析 时序逻辑电路:时序逻辑电路:输出变量状态输出变量状态不仅取决于当时的输入状不仅取决于当时的输入状态,还态,还与电路原来状态有关与电路原来状态有关。*电路由组合电
4、路和存储电路(其核心为触发器)组成。电路由组合电路和存储电路(其核心为触发器)组成。*电路存在反馈。电路存在反馈。结构特征结构特征:根据电路中各触发器状态变化时刻是否统一,根据电路中各触发器状态变化时刻是否统一,时序时序逻辑电路分为逻辑电路分为同步同步时序电路和时序电路和异步异步时序电路。时序电路。回顾时序逻辑电路的逻辑功能四种表示方法时序逻辑电路的逻辑功能四种表示方法输出方程输出方程驱动方程驱动方程 状态方程状态方程1.1.逻辑方程组逻辑方程组时钟方程时钟方程回顾时序逻辑电路的逻辑功能四种表示方法时序逻辑电路的逻辑功能四种表示方法2.2.状态转换真值表状态转换真值表0 1/00 0/11 1
5、1 1/00 0/11 01 0/00 0/00 00 1/00 0/10 1状态表状态表A=1A=0状态转换真值表状态转换真值表010100011100010111011101001110100010001100000000YA回顾时序逻辑电路的逻辑功能四种表示方法时序逻辑电路的逻辑功能四种表示方法3.3.状态图状态图0/01/00/11/00/11/00/11/04.4.时序图时序图Q1Q0A/Y 时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的 一个最简单的寄存器是能寄存一位二进制的数,它只需一个最简单的寄存器是能寄存一位二进制的数,它只需一个与非门和
6、一个触发器组成。寄存多位二进制数,则需多一个与非门和一个触发器组成。寄存多位二进制数,则需多组一位寄存器组成。常用的有四位、八位、十六位等。组一位寄存器组成。常用的有四位、八位、十六位等。6.6.2 6.6.2 寄存器寄存器1.1.组成及分类组成及分类 寄存器由寄存器由逻辑门逻辑门和和触发器触发器组成。组成。寄存器是最基本的数字部件之一,它是用来寄存器是最基本的数字部件之一,它是用来暂时暂时存放参存放参与运算的数码(数据)和中间结果。与运算的数码(数据)和中间结果。(3)按取出方式分)按取出方式分(2)按存放方式分)按存放方式分(1)按其功能分)按其功能分代码寄存器代码寄存器(无移位功能)(无
7、移位功能)移位寄存器移位寄存器(有移位功能)(有移位功能)并行并行(多用于代码存取)(多用于代码存取)串行输入串行输入(多用于移位)(多用于移位)并行并行(多用于代码存取)(多用于代码存取)串行输出串行输出(多用于移位)(多用于移位)DDDF0F1F2Q2Q1Q0&2.2.数码寄存器数码寄存器(1 1)逻辑电路)逻辑电路(2 2)工作过程)工作过程取数取数寄存寄存 1 1)存放数码)存放数码2 2)取数)取数 该电路是由该电路是由D触发器组成的触发器组成的寄存器,当寄存脉冲出现时,寄存器,当寄存脉冲出现时,接收并保存输入端的数码到接收并保存输入端的数码到D D触发器的状态输出,以被后续触发器的
8、状态输出,以被后续电路取用。电路取用。D2=1D1=0D0=1110110 该该寄存器的输入、输出也是寄存器的输入、输出也是并行方式并行方式。可见,来一个脉冲数据向右移一位。经过可见,来一个脉冲数据向右移一位。经过3个脉冲后,个脉冲后,Q0Q1Q2=101,而且而且Q0已串行输出了已串行输出了101。再经过。再经过3个脉冲将个脉冲将从从Q1、Q2端分别输出端分别输出101,同时也将移出寄存器。,同时也将移出寄存器。010100103.3.移位寄存器移位寄存器(1 1)逻辑电路逻辑电路 前面介绍的寄存器为前面介绍的寄存器为并行并行输入输出方式,若要实现数据输入输出方式,若要实现数据从一个端子从一
9、个端子串行串行输入时,那么寄存器必须具备移位功能。移输入时,那么寄存器必须具备移位功能。移位寄存器在计算机通信中应用广泛。位寄存器在计算机通信中应用广泛。移位寄存器分左移、右移和双向位移三种方式。下面移位寄存器分左移、右移和双向位移三种方式。下面以以3位右移寄存器位右移寄存器为例介绍器移位的原理。为例介绍器移位的原理。DRQ0Q1Q2JKF1JKF2JKF01C(2 2)工作过程)工作过程 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1
10、 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0Q0Q1Q2C 1 0 1可见移位寄存器既可以实现串行输出,也可以实现并行输出。可见移位寄存器既可以实现串行输出,也可以实现并行输出。1 2 3 4 5 6(3 3)工作波形)工作波形1000101001000000000174LS
11、19411623456789101112131415GEDRDDSRD0Q0Q1Q2+VCCD1D2D3DSLQ3CM1M0 1)管脚排列图管脚排列图 RD M0 M1 C 功功 能能 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 置置“0”保持保持右移右移左移左移并行输入并行输入 2)功能表)功能表左左移移输输入入功能控制端功能控制端时钟输入时钟输入74LS194是一种双向是一种双向4位移位寄存器,即内部由位移位寄存器,即内部由4个个R-S触触发器和各自的输入控制电路组成。其管脚排列如图示。发器和各自的输入控制电路组成。其管脚排列如图示。并并行行输输入入并并行行输输出出右右移移输输入入
12、清清零零端端4.4.集成寄存器集成寄存器74LS19474LS1946.6.3 6.6.3 计数器计数器计数器的种类繁多,可用不同的方法分类计数器的种类繁多,可用不同的方法分类 计数器的基本功能是对输入计数器的基本功能是对输入时钟脉冲个数时钟脉冲个数进行进行累计累计。它也可用于分频、定时、产生脉冲序列及进行数字运算等。它也可用于分频、定时、产生脉冲序列及进行数字运算等。(1)按计数基数分:)按计数基数分:二进制(二进制(2n类)类)非二进制非二进制(2)按时钟控制方式分:)按时钟控制方式分:(3)按计数方式分:)按计数方式分:同步计数器同步计数器异步计数器。异步计数器。加法计数器加法计数器减法
13、计数器减法计数器 所谓同步是指各触发器是由同一个脉冲触发,而各触发器所谓同步是指各触发器是由同一个脉冲触发,而各触发器的状态翻转同时进行。电路如图所示。的状态翻转同时进行。电路如图所示。1)写出方程式)写出方程式1 1同步计数器同步计数器(1)同步二进制计数器)同步二进制计数器将驱动方程代入特性方程得将驱动方程代入特性方程得 QJKF1QJKF0QJKF2Q2Q1Q0C&时钟方程时钟方程C0=C1=C2=C驱动方程驱动方程J0=K0=1 J1=K1=Q0 J2=K2=Q0Q1状态方程:状态方程:J-K触发器的特性方程为触发器的特性方程为 2)列状态表)列状态表 次 态 初 态输入脉 冲 数00
14、0001001010010011011100100101101110110111111000123456783)逻辑功能)逻辑功能 次 态 初 态输入脉 冲 数00000100101001001101110010010110111011011111100012345678 由状态表可以看出,它是按二进制加法规律递增计数,即由状态表可以看出,它是按二进制加法规律递增计数,即按自然态序变化,所以它是按自然态序变化,所以它是3位二进制加法计数器,计数长度位二进制加法计数器,计数长度同步减法计数器同步减法计数器 1)驱动与控制方程)驱动与控制方程C0=C1=C2=CJ0=K0=1 2)工作波形工作波形
15、3)状态表及逻辑功能)状态表及逻辑功能输入脉 冲数各级触发器状态Q2Q1Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 8 0 0 0QJKF1QJKF0QJKF2Q2Q1Q0C&CQ0Q1Q2(2)同步十进制计数器)同步十进制计数器1)写出各方程)写出各方程式式JQKCF3JQKCF2JQKCF1JQKCF0&ZQ0Q1Q2Q3CP将驱动方程代入将驱动方程代入J-K触发器的特征方程得到状态方程触发器的特征方程得到状态方程驱动方程驱动方程输出方程为:输出方程为:状态方程状态方程触发器特征方程触发器特征方程2)
16、列状态表)列状态表12345678 Z进位进位 次次 态态 初初 态态 计计 数数 顺顺 序序00000010010001100010010001101000100010101100111010101100111000010001001101010111001100000111100110011011110111111011110111110000109无效状态0000000001010011 3)有关概念)有关概念无效状态无效状态自启动电路自启动电路 计数器工作之前,必须通过计数器工作之前,必须通过复位端复位端复位,使复位,使Q0Q1Q2使全部位使全部位0,随后每来一个脉冲,计数器,随后每来
17、一个脉冲,计数器就改变一次状态。就改变一次状态。任意进制任意进制系指除十进制和二进制(系指除十进制和二进制(2n)计数器外的称计数计数器外的称计数器,即器,即N进制计数器。任意进制计数器可分为进制计数器。任意进制计数器可分为偶数偶数和和奇数奇数进进制两大类。下面以制两大类。下面以3位触发器组成的偶数和奇数进制触发器为位触发器组成的偶数和奇数进制触发器为例,介绍任意进制计数器的组成特点和方法。例,介绍任意进制计数器的组成特点和方法。如果将如果将 反馈到反馈到J0端,它的功能又如何呢?端,它的功能又如何呢?Q0Q1Q2JF1JF2JF0CRDRDRD复位复位KKK 它是将它是将移位寄存器的移位寄存
18、器的串行输出反相(或非端)后再串行输出反相(或非端)后再反馈反馈到到串行输入端串行输入端,构成的,构成的计数器计数器,此称为扭,此称为扭环型计数器。环型计数器。(3)任意进制计数器任意进制计数器扭环形计数器扭环形计数器工作过程及状态表工作过程及状态表 C Q0 Q1 Q2 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1230功能及特点功能及特点 该计数器是一个该计数器是一个六进制六进制计数器,一般计数器,一般n个个触发器触发器可实现可实现2n进制进制的计数器,且为的计数器,且为偶数进偶数进制制计数器。计数器。10001001101110110010002 3 4 5 640 1 1 50
19、0 1 60 0 0 如图示电路如图示电路CRDJF1JF2JF0KKKQ0Q1Q2奇进制扭环计数器奇进制扭环计数器工作过程及真值表工作过程及真值表 计数器工作之前,必须通过计数器工作之前,必须通过复位复位端复位,使端复位,使Q0Q1Q2使全部位使全部位0,随后每来一个脉冲,计数器,随后每来一个脉冲,计数器就改变一次状态。就改变一次状态。C Q0 Q1 Q2 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1230功能及特点功能及特点 以上分析可知,以上分析可知,扭环计数器可以实现任扭环计数器可以实现任意进制计数器,换句话说,意进制计数器,换句话说,n个触发器既可个触发器既可以实现以实现2n进
20、制的计数器,也能实现进制的计数器,也能实现2n-1进制进制计数器,计数器,关键在反馈线的连接关键在反馈线的连接,其规律为:,其规律为:10001001101010110002 3 4 540 1 1 50 0 0 如果将如果将Q1 反馈到反馈到K0端,也能实现五进值。端,也能实现五进值。JF1JF2JF0CRDKKKQ0Q1Q21)电路图)电路图2)状态表)状态表 Q0 Q1 Q2 C0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 123040 0 1 50 0 0 1 0 10 1 12.2.异步计数器异步计数器(1)确定方程式)确定方程式 这里以十进制电路为例,先介绍用这里以十进制电路为例
21、,先介绍用状态表状态表来分析计数器来分析计数器功能的分析方法,显然这里的关键是列状态表。其电路为功能的分析方法,显然这里的关键是列状态表。其电路为QJKF2QJKF1QJKF3C0=C、C1=Q0 、C2=Q1、C3=Q0 CQJKF0CQ3Q2Q1Q0&Z时钟方程:时钟方程:驱动方程:驱动方程:特征方程:特征方程:状态方程:状态方程:输出方程:输出方程:J0=K0=1,K1=1 J3=Q1Q2 K3=1J2=K2=1,Z=Q3Q0 (2 2)列状态表)列状态表(3)时序图时序图计数脉冲Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10根据状态表,可以很方便的转换成时序图。根据状态表,可以很方便的转
22、换成时序图。0 0 0 10 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 00000000010 应用状态方程列状态表时还要考虑各触发器的触发脉冲应用状态方程列状态表时还要考虑各触发器的触发脉冲是否有效。如第是否有效。如第1个次态,若直接将初态代入状态方程计算个次态,若直接将初态代入状态方程计算结果为结果为“0111”,由于,由于Q0 Q1没有下降沿,故没有下降沿,故Q2 Q1不翻
23、转,不翻转,故为故为0001。C0=C、C2=Q1、C1 =Q0 C3=Q0 Z=Q3Q0 (4 4)时序电路分析举例时序电路分析举例 试分析电路的逻辑功能试分析电路的逻辑功能QJKF1QJKF0QJKF2Q2Q1Q0C五进制加法计数器五进制加法计数器1)驱动与时钟方程)驱动与时钟方程2)工作波形)工作波形CQ0Q1Q23)逻辑功能分析)逻辑功能分析输入脉输入脉 冲数冲数各级触发器状态各级触发器状态Q2Q1Q0 0 1 2 3 4 5 6 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 C0=C2=C,C1=Q0 J1=K1=1,K0=1 J2=Q1Q0 K
24、2=16.3.4 6.3.4 集成计数器及应用集成计数器及应用 随着集成电路的发展,各种大规模集成计数器已大量的随着集成电路的发展,各种大规模集成计数器已大量的生产和应用,集成计数器也分为生产和应用,集成计数器也分为异步异步集成计数器和集成计数器和同步同步集成集成计数器两大类。计数器两大类。以下各以一种为例,说明它们的方法和扩展应用。以下各以一种为例,说明它们的方法和扩展应用。脉冲引脉冲引入方式入方式型型 号号计数模式计数模式 清零方式清零方式预置数预置数方式方式 同同 步步74161741617474HC161HC16174HCT16174HCT16174LS19174LS19174LS19
25、374LS19374LS16074LS16074LS19074LS1904 4位二进制加法位二进制加法4 4位二进制加法位二进制加法4 4位二进制加法位二进制加法单时钟单时钟4 4位二进制可逆位二进制可逆双时钟双时钟4 4位二进制可逆位二进制可逆十进制加法十进制加法单时钟十进制可逆单时钟十进制可逆异步(低电平)异步(低电平)异步(低电平)异步(低电平)异步(低电平)异步(低电平)无无异步(高电平)异步(高电平)异步(低电平)异步(低电平)无无同步同步同步同步同步同步异步异步异步异步同步同步异步异步异步异步7474LS293LS29374LS29074LS290双时钟双时钟4 4位二进制加法位二
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新 常用 时序 逻辑电路 分析 PPT 课件
限制150内