电子技术--数字电路部分 第五章 时序逻辑电路.ppt

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1、第五章第五章时序逻辑电路时序逻辑电路电子技术电子技术数字电路部分数字电路部分第一章第一章 逻辑代数基础逻辑代数基础5.1 概述概述5.2时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法5.3若干常用的时序逻辑电路若干常用的时序逻辑电路5.4时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的设计方法5.15.1概概 述述一、时序电路的特点一、时序电路的特点1.1.定义定义 任何时刻电路的任何时刻电路的输出，不仅和输出，不仅和该时刻该时刻的输入信号有关；的输入信号有关；而且还取决于电路而且还取决于电路原原来的状态。来的状态。2.2.电路特点电路特点(1)(1)与时间因素与时间因素 (CPCP)有关；有关；(2)(2

2、)含有记忆性的元件含有记忆性的元件(触发器触发器)。组合逻辑组合逻辑电电 路路存储电路存储电路x1xiy1yjw1wkq1ql输输入入输输出出二、时序电路逻辑功能表示方法二、时序电路逻辑功能表示方法1.1.逻辑表达式逻辑表达式(1)(1)输出方程输出方程(3)(3)状态方程状态方程(2)(2)驱动方程驱动方程2.2.状态表、卡诺图、状态图和时序图状态表、卡诺图、状态图和时序图组合逻辑组合逻辑电电 路路存储电路存储电路x1xiy1yjw1wkq1qlx1y1y2JKQ1Q2x21J1KC1CP三、时序逻辑电路分类（三、时序逻辑电路分类（3种）种）1.1.按逻辑功能划分：按逻辑功能划分：计数器、寄

3、存器、计数器、寄存器、读读/写存储器写存储器、顺序脉冲发生器等。顺序脉冲发生器等。2.2.按时钟控制方式划分：按时钟控制方式划分：同步同步时序电路时序电路触发器触发器共用一个时钟共用一个时钟 CPCP，要更新要更新状态的触发器同时翻转。状态的触发器同时翻转。异步异步时序电路时序电路电路中所有触发器电路中所有触发器没有共用一个没有共用一个 CPCP。3.3.按输出信号的特性划分按输出信号的特性划分：MooreMoore型型型型MealyMealyMealyMealy型型型型存储存储电路电路Y(tn)输出输出WQX(tn)输入输入组合组合电路电路CPY(tn)输出输出CPX X(t tn n)输入

4、输入存储存储电路电路组合组合电路电路组合组合电路电路5.2 时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法5.2.1 5.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法同步时序逻辑电路的分析方法1.1.分析步骤分析步骤时序电路时序电路时钟方程时钟方程驱动方程驱动方程状态表状态表状态图状态图时序图时序图CPCP触触发发沿沿特特性性方方程程输出方程输出方程状态方程状态方程计算计算2.2.分析举例分析举例写方程式写方程式写方程式写方程式时钟方程时钟方程输出方程输出方程(同步同步同步同步)驱动方程驱动方程状态方程状态方程特性方程特性方程(Moore(Moore(Moore(Moore 型型型型)例例 解解 1J1K

5、C11J1KC11J1KC1&FF1FF0FF2CPY计算，列状态转换表计算，列状态转换表计算，列状态转换表计算，列状态转换表CP Q2 Q1 Q0 Y0123450120 0 010 0 110 1 111 1 111 1 0101 0 00 1 011 0 110 1 01画状态转换图画状态转换图画状态转换图画状态转换图000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效状态和有效循环有效状态和有效循环010101/1/1无效状态和无效循环无效状态和无效循环能否自启动能否自启动?能能自启动自启动：存在无效状态，但没有存在无效状态，但没有形成循环。形成循环。不能不能自启动自启动：

6、无效状态形成循环。无效状态形成循环。方法方法2 2 利用卡诺图求状态图利用卡诺图求状态图11001100Q2n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 1001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 1000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10001 011111101000 010 110100000 001 011111110100010101画时序图画时序图画时序图画时序图000001/1011/1111/1110/1100/1/01 2 3 4 5 6CP

7、CPCP下降沿触发下降沿触发Q2Q1Q0000001011111110100000Y5.3.1 5.3.1 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器5.3 5.3 若干常用的时序逻辑电路若干常用的时序逻辑电路一、一、概念和特点概念和特点(一一)概念概念寄存：寄存：把二进制数据或代码暂时存储起来。把二进制数据或代码暂时存储起来。寄存器：寄存器：具有寄存功能的电路具有寄存功能的电路。(二二)特点特点 主要由触发主要由触发器构成器构成,一般一般不对存储内容不对存储内容进行处理。进行处理。并行并行输入输入并行并行输出输出FF0 FF1 FFn1D0 D1 Dn1 Q0 Q1 Qn1 控制信号控制信号控制信

8、号控制信号1 0 1 01 0 1 01 0 1 01 0 1 00 0 1 1 0 0 1 10 0 1 1 0 0 1 1串行串行输入输入串行串行输出输出二、二、分类分类(一一)按按功能功能分分基本寄存器基本寄存器移位寄存器移位寄存器(并入并出并入并出)(并入并出、并入串出、并入并出、并入串出、串入并出、串入串出串入并出、串入串出)(二二)按按开关元件开关元件分分TTL TTL 寄存器寄存器CMOS CMOS 寄存器寄存器基本基本寄存器寄存器移位移位寄存器寄存器多位多位 D D 型触发器型触发器锁存器锁存器寄存器阵列寄存器阵列单向单向移位寄存器移位寄存器双向双向移位寄存器移位寄存器基本基本

9、寄存器寄存器移位移位寄存器寄存器(多位多位 D D 型触发器型触发器)(同同 TTL)TTL)一、一、基本寄存器基本寄存器 一个触发器可以存储一个触发器可以存储 位二进制信号；寄存位二进制信号；寄存 n n 位位二进制数码，需要二进制数码，需要 个触发器。个触发器。1 n一、一、4 4 边沿边沿 D D 触发器触发器(74175、74LS175)C11DD0Q0Q0RDC11DD1Q1Q1C11DD2Q2Q2C11DD3Q3Q3RDRDRDFF0FF1FF2FF311CPCPCR异步清零异步清零00000同步送数同步送数1d0d1d2d3 保保保保 持持持持特点：特点：并入并出，结构简单，抗干

10、扰能力强。并入并出，结构简单，抗干扰能力强。数码寄存器数码寄存器Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数取数脉冲脉冲接收接收脉冲脉冲(CP)四位数码寄存器四位数码寄存器Q3Q2Q1Q0&QQDQQDQQDQQDA0A1A2A3CLR取数取数脉冲脉冲接收接收脉冲脉冲(CP)A0-A3：待存数据待存数据Q0-Q3：输出数据输出数据工作过程：接收脉冲工作过程：接收脉冲到达后，将待存数据送到达后，将待存数据送 至各至各D触发器触发器，取数脉冲取数脉冲加入后将所存数据送出。加入后将所存数据送出。二、二、移位寄存器移位寄存器 所谓所谓“移位移位”，就是将寄存器所存各，就是将寄存

11、器所存各位位 数据，在每个移位脉冲的作用下，向左数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成分成左移寄存器左移寄存器、右移寄存器右移寄存器 和和 双向移位双向移位寄存器寄存器三种：三种：寄存器寄存器左移左移(a)寄存器寄存器右移右移(b)寄存器寄存器双向双向移位移位(c)根据移位数根据移位数据的输入输据的输入输出方式，又可出方式，又可将它分为将它分为串串行行输输入入串串行输行输出出、串串行输行输入入并并行输行输出出、并并行输行输入入串串行输行输出出和和并并行行输输入入并并行输行输出出四种电路结四种电路结构：构：FFFFFFFFF

12、FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入串出串入串出串入并出串入并出并入串出并入串出并入并出并入并出QQDQQDQQDQQD&A0A1A2A3SDRDCLRLOAD移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出数数 据据 预预 置置 3210存数存数脉冲脉冲清零清零脉冲脉冲SD四位并入四位并入-串出的左移串出的左移寄存器寄存器 设设A3A2A1A0 1011，在存数脉冲作用在存数脉冲作用下，并行输入数据，使下，并行输入数据，使 Q3Q2Q1Q0 1011 。QQDQQDQQDQQD1移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出3210 下面将重下面将重点讨论点讨论 兰兰颜色的颜色的 那那部分部分电

13、路电路的的工作原理。工作原理。D0 0 0D1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 21 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态并入初态 Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP0串行串

14、行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1左移过程左移过程用波形图表示如下：用波形图表示如下：1 0 1 11 0 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态并入初态Q3Q2Q1Q0 1011Q3Q2Q1Q0CPCP1 11 10 01 10 00

15、 01 11 10 00 01 11 10 00 00 01 10 00 00 00 00 00 00 00 0Q3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP0串行串行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1四位串入四位串入 -串出的串出的左移左移寄存器：寄存器：D0 LD1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 2“L L”即即需左移的需左移的输入数据输入数据.串行串行输入输入LQ3Q2D1Q0D0移位移位脉冲脉冲CP串行串行输出输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1数据由数据由Q3串行输出串行输出D1 Q Q2 2D2 Q Q3 3D3 R RD0 Q Q1 1四位串入四位串入-串出的串出的右移右

16、移寄存器：寄存器：QDQQ3DQDQD移位移位脉冲脉冲CP串行串行输出输出Q1Q2Q0串行串行输入输入R“R R”即即需右移的需右移的输入数据输入数据数据由数据由Q0串行输出串行输出构成原理：既能左移又能右移。构成原理：既能左移又能右移。给移位寄存器设置一个控制端如给移位寄存器设置一个控制端如S S，令，令S S0 0 时时左移；左移；S S1 1时右移即可。时右移即可。集成组件集成组件74LS194就是这样的多功能移位寄存器。就是这样的多功能移位寄存器。双向移位双向移位寄存器寄存器D0 L LD1 Q Q0 0D2 Q Q1 1D3 Q Q2 2左移左移D1 Q Q2 2D2 Q Q3 3D

17、3 R RD0 Q Q1 1右移右移D0=SL SQ1 D2=SQ1 SQ3 D3=SQ2 SR D1=SQ0 SQ2 双向移双向移VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194右移右移串行串行输入输入左移左移串行串行输入输入并行输入并行输入工作方式工作方式控制控制VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCP S1S0CLRLDCBARABCDRLCLRGND74LS194011110 00 11 01 1直接清零直接清

18、零保保 持持右移右移(从从QA向右移动向右移动)左移左移(从从QD向左移动向左移动)并入并入 CLRCPS1 S0功功 能能5.3.2 5.3.2 计数器计数器 (Counter)(Counter)计数器的特点和分类计数器的特点和分类一、计数器的功能及应用一、计数器的功能及应用1.1.功能：功能：对时钟脉冲对时钟脉冲 CP CP 计数计数。2.2.应用：应用：分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、进行数字运算等。序列、进行数字运算等。二、计数器的特点二、计数器的特点1.1.输入信号：输入信号：计数脉冲计数脉冲 CPCPMoore Moore 型型2.2.主要组成单元

19、主要组成单元：时钟触发器时钟触发器三、三、计数器的分类计数器的分类按按数制数制分分：二进制二进制计数器计数器十进制十进制计数器计数器N N 进制进制(任意进制任意进制)计数器计数器按按计数计数方式方式分分：加法加法计数器计数器减法减法计数器计数器可逆可逆计数计数 (Up-Down Counter)(Up-Down Counter)按按时钟时钟控制控制分分：同步同步计数器计数器 (Synchronous(Synchronous )异步异步计数器计数器 (Asynchronous(Asynchronous )按按开关开关元件元件分分：TTLTTL 计数器计数器CMOSCMOS 计数器计数器二进制计

20、数器二进制计数器二进制计数器二进制计数器计数器计数器计数容量计数容量、长度长度或或模模的概念的概念 计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效状态数状态数 M M M M 。3 3 位二进制同步加法计数器位二进制同步加法计数器：00001111/14 4 位二进制同步加法计数器：位二进制同步加法计数器：000111/1n n 位二进制同步加法计数器：位二进制同步加法计数器：一、二进制同步计数器一、二进制同步计数器一、二进制同步计数器一、二进制同步计数器(一一)3 3 位位位位二进制同步加法计数器二进制同步加法计数器FF2、FF1、FF0Q2、Q1、Q0

21、设计方法一：设计方法一：按前述按前述设计步骤进行设计步骤进行设计方法二设计方法二：按按计数规律进行级联计数规律进行级联 CPQ2Q1Q0C0123456780 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 0000000010C=Q2n Q1n Q0n Carry向高位的进位向高位的进位来来一个一个CP翻转一次翻转一次J0=K0=1当当Q0=1，CP到来即翻转到来即翻转J1=K1=Q0当当Q Q1 1Q Q0 0=1=1，CPCP到到来即翻转来即翻转J2=K2=Q1Q0=T0=T1=T2n n 位二进制位二进制同步加法同步加法计数器计数器级联级联规律：规律

22、：J0=K0=1J1=K1=Q0J2=K2=Q1Q0CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&CQ0Q1Q2Q0Q1Q2串串行进位行进位触发器触发器负载均匀负载均匀CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&CQ0Q1Q2Q0Q1Q2并行进位并行进位低位触发低位触发器负载重器负载重(四四)集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器1.1.集成集成 4 4 位二进制同步加法计数器位二进制同步加法计数器1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 974161(3)74161(3)VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LDCR

23、CP D0 D1 D2 D3 CTP 地地引脚排列图引脚排列图逻辑功能示意图逻辑功能示意图7416174161Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPCR D0 D1 D2 D30 0 0 00 0 1 1 0 0 1 1CR=0Q3 Q0=0000同步同步并行置数并行置数 CR=1，LD=0，CP 异步异步清零清零Q3 Q0=D3 D0 1)1)74LS161 74LS161 和和 74LS16374LS1637416174161的状态表的状态表 输输 入入 输输 出出 注注CR LD CTP CTT CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1CO 0

24、1 0 d3 d2 d1d0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 计计 数数 保保 持持 保保 持持 0清零清零置数置数CR=1,LD=1,CP，CTP=CTT=1 二进制同步加法计数二进制同步加法计数CTPCTT=0CR=1，LD=1，保持保持若若 CTT=0CO=0若若 CTT=174163 十进制计数器十进制计数器十进制计数器十进制计数器（8421BCD 码）码）二、十进制同步计数器二、十进制同步计数器二、十进制同步计数器二、十进制同步计数器(一一)十进制同步加法计数器十进制同步加法计数器00000001/00010/00011/00100

25、/00101/00110/0011110001001/0/0/0/1状态图状态图状态图状态图时钟方程时钟方程时钟方程时钟方程输出方程输出方程输出方程输出方程00000000Q3nQ2nQ1nQ0n00 01 11 10 10 0001 11 10CCP1KC1FF2&1JC1J1KC1FF01KC1FF3&1J1&Q1Q01KC1FF1&1J&Q2Q3Q3Q1nQ0nQ3nQ2n 00 01 11 100001 11 10Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 0 0 10 1 0 11 0 0 1 0 0 0 00 0 1 00 1 1 00 1 0 01 0 0 00 0 1

26、10 1 1 1 状态方程状态方程选择选择下降沿下降沿、JK JK 触发器触发器驱动方程驱动方程J0=K0=1,J1=Q3nQ0n,K1=Q0J2=K2=Q1nQ0nJ3=Q2nQ1nQ0n,K3=Q0n 逻辑图逻辑图检查能否自启动检查能否自启动将将无效状态无效状态1010 1010 11111111代入状态方程：代入状态方程：1010 1011 01001110 1111 10001100 1011 0100能自能自启动启动(四四)集成十进制同步计数器集成十进制同步计数器74160、741621 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 97416074160(2)

27、(2)VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LDCR CP D0 D1 D2 D3 CTP 地地(引脚排列与引脚排列与7416174161相同相同)异步清零功能异步清零功能异步清零功能异步清零功能：(74162(74162 同步清零同步清零)同步置数功能同步置数功能同步置数功能同步置数功能：同步计数功能：同步计数功能：同步计数功能：同步计数功能：保持功能保持功能保持功能保持功能：进位信号保持进位信号保持进位输出低电平进位输出低电平1.1.集成十进制同步加法计数器集成十进制同步加法计数器三、任意进制计数器的构成方法三、任意进制计数器的构成方法三、任意进制计数器的构成方法三、任意进制计数器

28、的构成方法方法方法用触发器和门电路设计用触发器和门电路设计用集成计数器构成用集成计数器构成清零端清零端置数端置数端(同步、异步同步、异步)同步置数同步置数异步异步清零清零六六进制进制计数器计数器七七进制进制计数器计数器 例例 利用利用EWBEWB观察同步和异步归零的区别观察同步和异步归零的区别。一、利用同步清零或置数端获得一、利用同步清零或置数端获得 N N 进制计数进制计数思思思思 路：路：路：路：当当 M M 进制计数到进制计数到 S SN N 1 1 后使计数回到后使计数回到 S S0 0 状态状态2.2.求归零逻辑表达式求归零逻辑表达式；1.1.写出状态写出状态 S SN N 1 1

29、的二进制代码；的二进制代码；3.3.画连线图。画连线图。步步步步 骤：骤：骤：骤：例例 用用4 4位二进制计数器位二进制计数器 74163 74163 构成构成十二进制十二进制计数器计数器。解：解：1.=10112.2.归零表达式：归零表达式：3.3.连线图连线图7416374163Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CR1&同步清零同步清零同步置零同步置零二、利用异步清零或置数端获得二、利用异步清零或置数端获得 N N 进制计数进制计数 当计数到当计数到 S SN N 时，立即产生清零或置数信号，时，立即产生清零或置数信号，使返回使返回 S S0 0 状态。状

30、态。（瞬间即逝）（瞬间即逝）思思思思 路：路：路：路：步步步步 骤：骤：骤：骤：1.1.写出状态写出状态 S SN N 的二进制代码；的二进制代码；2.2.求归零逻辑表达式；求归零逻辑表达式；3.3.画连线图。画连线图。例例 用用二二-八八-十六进制异步计数器十六进制异步计数器7419774197构成十二进制计数器。构成十二进制计数器。7419774197Q0 Q1 Q2 Q3CP0D0 D1 D2 D3CRCPCPCP1LDCT/&状态状态S S1212的作用：的作用：产生归零信号产生归零信号异步清零异步清零异步置零异步置零(一一)归零法存在的问题和解决办法归零法存在的问题和解决办法 各触发

31、器的动态特性和带负载情况不尽相同，且有随各触发器的动态特性和带负载情况不尽相同，且有随机干扰信号，造成有的触发器已归零，有的不能归零。机干扰信号，造成有的触发器已归零，有的不能归零。7416174161Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CR11&1 1 001一种一种提高提高归零归零可靠可靠性的性的方法方法&QQSR计到计到S S12 12=1100=1100前：前：10101计到计到S S12 12=1100=1100时时()：1 1010001CP=0 之后之后：01100有足够的时间归零有足够的时间归零三、提高归零可靠性和计数容量的扩展三、提高归零可靠性

32、和计数容量的扩展思路：思路：用用 RS RS 触发器暂存清零信号，触发器暂存清零信号，保证有足够的归零时间。保证有足够的归零时间。(二二)计数容量的扩展计数容量的扩展1.集成计数器的级联集成计数器的级联7416174161(1 1)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCP CTP D0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q77416174161(0 0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCP CTP D0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP11111CO016 16=2567429074290(个位个位个位个位)Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1

33、CPCP74290 74290(十位十位十位十位)Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q31 2 4 810 20 40 8010 10=1002.2.利用级联获得大容量利用级联获得大容量 N N 进制计数器进制计数器1)1)级联级联 N N1 1 和和 N N2 2 进制计数器，容量扩展为进制计数器，容量扩展为 N1 N2N N1 1进制进制计数器计数器N N2 2进制进制计数器计数器CP进位进位CCP 例例 用用用用 74290 74290 74290 74290 构成构成构成构成 六十六十六十六十 进制进制进制进制计数器

34、计数器计数器计数器7429074290Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1CPCP7429074290 Q0 Q1 Q2 Q3S9A S9B R0B R0ACP0CP1Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3N1=10N2=6个位个位个位个位十位十位十位十位异步清零异步清零异步清零异步清零个位芯片应逢十进一个位芯片应逢十进一60=6 60=6 10 10=N=N1 1 N N2 2=N N 2)2)用用归零法归零法或或置数法置数法获得大容量的获得大容量的 N N 进制计数器进制计数器 例例 试分别用试分别用7416174161和和7416274162接成六十进制

35、计数器。接成六十进制计数器。Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q77416174161(0)(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111CO07416174161(1)(1)用用 S S S SN N N N 产生产生异步清零异步清零异步清零异步清零信号：信号：用用 S S S SN N N N1 1 1 1 产生产生同步置数同步置数同步置数同步置数信号：信号：&11&先用两片先用两片7416174161构成构成 256 256 进制计数器进制计数器74162 74162

36、同步清零，同步置数同步清零，同步置数同步清零，同步置数同步清零，同步置数。再用归零法将再用归零法将M M=100100改为改为N N =6060进制计数器进制计数器，即用即用S SN N1 1产生产生同步同步清零、置数信号。清零、置数信号。先用两片先用两片7416274162构成构成 1010 1010 进制计数器进制计数器，Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ4 Q5 Q6 Q77416274162(0)(0)Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPD0 D1 D2 D3CRQ0 Q1 Q2 Q3CP111CO07416274162(1)(1)11

37、&111.1.同步同步同步同步 清零清零(或置数或置数)端计数终值为端计数终值为 S S S SN N N N1 1 1 1 异步异步异步异步 清零清零(或置数或置数)端计数终值为端计数终值为 S S S SN N N N2.2.用集成用集成 二进制二进制二进制二进制 计数器扩展容量后计数器扩展容量后，终值终值 S SN N(或或 S SN N1 1)是是二进制代码二进制代码二进制代码二进制代码；用集成用集成十进制十进制十进制十进制计数器扩展容量后，计数器扩展容量后，终值终值 S SN N (或或S SN N1 1)的代码由个位、十位、的代码由个位、十位、百位的百位的十进制数十进制数十进制数十

38、进制数对应的对应的 BCD BCD BCD BCD 代码代码代码代码构成构成。注意注意5.4 5.4 时序电路的设计方法时序电路的设计方法1.1.设计的一般步骤设计的一般步骤时序逻辑时序逻辑问题问题逻辑逻辑抽象抽象状态转换状态转换图（表）图（表）状态状态化简化简最简状态最简状态转换图（表）转换图（表）电路方程式电路方程式（状态方程）（状态方程）求出求出驱动方程驱动方程选定触发选定触发器的类型器的类型逻辑逻辑电路图电路图检查能否检查能否自启动自启动2.2.设计举例设计举例按如下状态图设计时序电路。按如下状态图设计时序电路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1 解解 已给出

39、最简状态图，若用同步方式：已给出最简状态图，若用同步方式：输出方程输出方程输出方程输出方程00 01 11 1001 Y000001 为方便，略去为方便，略去右上角右上角 标标n n。状态方程状态方程状态方程状态方程00 01 11 1001 101010 0100011 例例 选用选用 JK JK 触发器触发器驱动方程驱动方程驱动方程驱动方程约束项约束项逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&检查能否自启动：检查能否自启动：检查能否自启动：检查能否自启动：110111000能能自启动自启动/0/1(Moore(Moore(Moore(Moo

40、re型型型型)例例 按如下状态图设计时序电路。按如下状态图设计时序电路。000/00001010011100101/00/001/001/001101/001111/000 0/10/101 1/01/01P/Y1Y2 解解 时钟方程时钟方程时钟方程时钟方程输出方程输出方程输出方程输出方程 0100PQ2nQ1nQ0n00 01 11 10000000000001 11 10Y1 0000PQ2nQ1nQ0n00 01 11 10000001000001 11 10Y2选用上升沿触发的选用上升沿触发的 D D 触发器触发器000/00001010011100101/00/001/001/001

41、101/001111/000 0/10/101 1/01/01状态方程状态方程状态方程状态方程驱动方程驱动方程驱动方程驱动方程=D0=D1=D2逻辑图等逻辑图等逻辑图等逻辑图等 (略略略略)Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q0n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q2n+1 Q0n+1