数字电子技术时序逻辑电路.ppt

《数字电子技术时序逻辑电路.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子技术时序逻辑电路.ppt（57页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT数字电子技术时序逻辑数字电子技术时序逻辑电路电路2023/5/18数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT第第5 5章章 时序逻辑电路时序逻辑电路5.1 时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法 5.2 若干常用的时序逻辑电路若干常用的时序逻辑电路5.3 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的设计方法数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT时序电路逻辑功能上的特点时序电路逻辑功能上的特点：任意时刻的输出不

2、仅取决于该时刻的输入，而与信号作用前电路原来的状态有关。时序逻辑电路的框图如图5-1所示：图5-1 时序逻辑电路的框图 数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT1）时序逻辑电路是由组合逻辑电路和存储电路两部分组成，其中存储电路必不可少。2）存储电路的输出和输入信号共同确定时序电路的输出。驱动方程：状态方程：输出方程：这三个方程能够全面描述一个时序电路的逻辑功能。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT直观描述时序电路中全部状态转换关系的方法直观描述时序电路中全部状态转换关系的方法

3、：状态转换表、状态转换图和时序图。状态转换表的列写方法状态转换表的列写方法：任意设定电路的1组输入变量取值和1种初态，代入该电路的状态方程和输出方程，得到电路的次态和输出；以得到的次态作为新的初态，连同此时的输入变量取值，再代入状态方程和输出方程，得到新的次态和输出，直至将电路中全部状态转换关系全部列成表格即可。时序图是在一系列时钟脉冲的作用下，电路的状态和输出随时间变化的波形图。按照触发器状态翻转先后可分为：同步时序电路和异步时序电路。按照输出信号的特点不同可分为：摩尔型和米里型。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT5.1 时序逻

4、辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法 5.1.1 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同步时序逻辑电路的分析是已知同步时序逻辑电路的逻辑图，找出其逻辑功能。分析步骤：1.写驱动方程；2.写状态方程；3.写输出方程。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT例5-1试分析图5-2所示时序逻辑电路的逻辑功能，要求写出驱动方程、状态方程和输出方程；列出状态转换表；画出状态转换图；画出时序图；判断电路能否自启动？数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT解：该电路为1个摩尔

5、型同步时序逻辑电路。写驱动方程：写状态方程：写输出方程：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT列出状态转换表：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT画出状态转换图：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT画时序图：该电路能够自启动。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT5.1.2 异步时序逻辑电路的分析方法异步时序逻辑电路的分析方法异步时序电路的分析步骤：写时

6、钟方程；写驱动方程；写状态方程；写输出方程。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT例5-2试分析图示时序逻辑电路的逻辑功能，列出状态转换表，并画出状态转换图。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT解：图5-7所示电路为1个异步摩尔型时序逻辑电路。写时钟方程：写驱动方程：写状态方程：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT列状态转换表：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office

7、PPTPPT画状态转换图：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT5.2 若干常用的时序逻辑电路若干常用的时序逻辑电路5.2.1寄存器寄存器1.基本寄存器图5-2 双2位寄存器74LS75的逻辑图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-2所示为双2位寄存器74LS75的逻辑图。当 =1时，送到数据输入端的数据被存入寄存器，当 =0时，存入寄存器的数据将保持不变。如图5-3所示为4位寄存器74LS175的逻辑图。该寄存器具有异步清零功能，当 =0时，触发器全部清零；当 =1，

8、出现上升沿时，送到数据输入端的数据被存入寄存器，实现送数功能。由于此寄存器是由边沿触发器构成，所以其抗干扰能力很强。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-3 4位寄存器74LS175的逻辑图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT2.移位寄存器移位寄存器不仅具有存储的功能，而且还有移位功能，可以用于实现串、并行数据转换。如图5-4所示为4位移位寄存器的逻辑图。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT假设串行信号输入

9、端，依次输入1011，并设初态为0，画出电压波形图：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT5.2.2计数器计数器计数器计数器是能够用来记录输入脉冲的个数的逻辑电路。按照计数器中的各个触发器状态翻转先后，可分为同步计数器和异步计数器；按照计数过程中，数字的增减可分为：加法计数器、减法计数器和可逆计数器；按照计数过程中数字的编码方式可分为：二进制计数器和二-十进制计数器等。按照计数容量可分为：十进制计数器、十六进制计数器、进制计数器等。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT1.同

10、步计数器1)同步二进制计数器数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT写驱动方程：写状态方程：写输出方程：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT状态转换表：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-4 同步二进制加法计数器的状态转换图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-5 同步二进制加法计数器的时序图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演

11、模板 Office Office PPTPPT图5-8 同步4位二进制加法计数器74LS161的逻辑图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT表5-1 同步4位二进制加法计数器74LS161的功能表数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT2）同步十进制计数器数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT写驱动方程：写状态方程：写输出方程：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPT

12、PPT表5-2 同步十进制加法计数器的状态转换表 数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-9 同步十进制加法计数器的状态转换图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT同步十进制加法计数器74LS160的逻辑图：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT异步计数器1）异步二进制计数器图5-10 异步3位二进制加法计数器的逻辑图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPP

13、T该计数器在计数过程中是递增计数的，且实现的是八进制。图5-11 异步3位二进制加法计数器的时序图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-12 异步3位二进制减法计数器的逻辑图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT该计数器在计数过程中是递减计数的，且实现的是八进制。图5-13 异步3位二进制减法计数器的时序图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT2）异步十进制计数器图5-14 异步十进制加法计数器的逻辑图 数字电

14、子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT该计数器在计数过程中是递增计数的，且实现的是十进制。图5-15 异步十进制加法计数器的时序图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT3任意进制计数器的实现进制计数器实现为 进制计数器的方法有两种：复位法和置位法。复位法的原理示意图：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT例5-3试用复位法将同步十进制加法计数器74LS160接成五进制计数器。解：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模

15、板文档演模板 Office Office PPTPPT置位法的原理置位法的原理：从电路的任意状态 开始，计数器接受计数脉冲，接受到第M-1个脉冲时，电路进入 状态，用电路的 状态发出一个置位信号，将电路预置成状态即可，置位法的接法并不唯一。例5-4试用置位法将同步十进制加法计数器74LS160接成五进制计数器。解：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT3.移位寄存器型计数器图5-16 环形计数器的逻辑图 数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT写驱动方程：写状态方程：该电路不能

16、自启动。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-17环形计数器的状态转换图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT5.2.3 顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器能够产生一组在时间上有先后顺序的脉冲，用这组脉冲去控制控制器产生各种控制信号，以便控制系统按照事先规定的顺序进行一系列操作，又称为节拍脉冲发生节拍脉冲发生器器。可由移位寄存器构成，也可由计数器和译码器产生。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-

17、18由环形计数器构成的顺序脉冲发生器的时序图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT5.3 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的设计方法时序电路的设计是根据已知逻辑功能，设计出能够实现该逻辑功能的最简单的电路。设计步骤设计步骤：1）进行逻辑抽象，得出原始的状态转换图（1）根据给定的逻辑功能，确定输入变量和输出变量及电路的状态数，并用相应的字母表示。（2）定义输入、输出变量和电路的状态，并对电路的状态进行编号。（3）画出原始的状态转换图或列出原始的状态转换表。2）状态化简3）状态分配根据电路的状态数确定所用触发器数目所需满足的式子：数字电

18、子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT然后给电路的每一种状态分配与之对应的触发器状态组合。4）确定触发器的类型，并求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。确定触发器类型后，可根据实际的状态转换图求出电路的状态方程和输出方程，进而求出电路的驱动方程。5）根据得到的驱动方程和输出方程，画出相应的逻辑图。6)判断所设计的电路能否自启动。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT例5-6试设计一个带进位输出端的同步六进制计数器。解：1)进行逻辑抽象，得出原始的状态转换图：2)状态化简该电路没有

19、等价状态，不能再化简。3)状态分配数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT4)确定触发器的类型，并求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。选用JK触发器。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-19 次态和输出卡诺图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT图5-20 分解的次态和输出卡诺图数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT5)根据得到的驱动方程和输出方程，画出相应的逻辑图：数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT6)判断所设计的电路能否自启动画出实际的状态转换图：可以看出，该电路能够自启动。数字电子技术时序逻辑电路PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again3rew3rew2023/5/18数字电子技术时序逻辑电路