[工學(xué)]no51同步時(shí)序電路(已修改)
2024-10-28 18:22 本頁(yè)面
【正文】 第 1頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 第五章 同步時(shí)序電路 教學(xué)要求 掌握時(shí)序電路的概念，了解時(shí)序邏輯電路的基本結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和描述方法； 通過(guò)對(duì)給定邏輯電路圖剖析，確定該電路的邏輯功能；掌握同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法 。 掌握常用時(shí)序功能模塊進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的方法，并用它們構(gòu)成所需的邏輯部件。 第 2頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 第五章 同步時(shí)序電路 時(shí)序邏輯電路 ：一個(gè)邏輯電路在任何時(shí)刻的穩(wěn)定輸出不僅與該時(shí)刻電路的輸入信號(hào)有關(guān)，而且與該電路過(guò)去的輸入有關(guān)，這樣的邏輯電路稱(chēng)為 “ 時(shí)序邏輯電路 。 同步時(shí)序電路： 異步時(shí)序電路： 分類(lèi) 電路中有一個(gè)公共時(shí)鐘信號(hào)。 電路狀態(tài)的改變由輸入信號(hào) 引起。 第 3頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 167。 同步時(shí)序電路的結(jié)構(gòu) 一 .可控二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ≥1 ≥1 1 amp。 amp。 amp。 第 4頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 當(dāng) X=0時(shí)， 當(dāng) X=1時(shí)， ≥1 ≥1 1 amp。 amp。 amp。 111 QXQXD ?? ? ? 221212 QXXD ???21 QXQZ ?四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 原狀態(tài)保持不變； 11 QD ? 22 QD ?11 QD ? ? ?21212 D ??第 5頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 二 .時(shí)序圖 第 6頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 三 .時(shí)序邏輯電路模型 時(shí)序電路由組合電路和存儲(chǔ) (記憶 )器件及反饋回路三部分組成，見(jiàn)下圖 : x1 z1 組合電路 存儲(chǔ)器件 xn … zm … … … yr y1 Y1 Yl x1 . xn： 時(shí)序電路的輸入 或外部輸入； z1 . zm： 時(shí)序電路的輸出 或外部輸出； y1.. yr： 時(shí)序電路的狀態(tài) 或內(nèi)部輸入； Y1 . Yl： 時(shí)序電路的激勵(lì) 或內(nèi)部輸出； 第 7頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 兩種時(shí)序電路類(lèi)型見(jiàn)下圖： (a) 同步時(shí)序電路 x1 z1 組合電路 存儲(chǔ)器件或延時(shí)器件 xn … zm … … … yr y1 Y1 Yl (b) 異步時(shí)序電路 x1 z1 組合電路 存儲(chǔ)器件 xn … zm … … … yr y1 Y1 Yl 時(shí)鐘 第 8頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 組合邏輯電路描述： 邏輯表達(dá)式、真值表、卡諾 圖 時(shí)序邏輯電路描述： 激勵(lì)表、狀態(tài)表、狀態(tài)圖 第 9頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 167。 激勵(lì)表、狀態(tài)表、狀態(tài)圖 激勵(lì)表、狀態(tài)表與狀態(tài)圖是用來(lái)表示同步時(shí)序電路的輸入、輸出、現(xiàn)態(tài)、次態(tài)之間轉(zhuǎn)移關(guān)系的常用工具。 一 .激勵(lì)表 觸發(fā)器的激勵(lì)表：描述觸發(fā)器從現(xiàn)態(tài)轉(zhuǎn)換到次態(tài)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)輸入的要求。 自變量：現(xiàn)態(tài)、次態(tài) 因變量：輸入數(shù)據(jù) 第 10頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 常用觸發(fā)器的激勵(lì)表 第 11頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 二 .狀態(tài)表 狀態(tài)表：描述時(shí)序電路輸入與輸出轉(zhuǎn)換關(guān)系的表格。 自變量：現(xiàn)態(tài)、輸入數(shù)據(jù) 因變量：次態(tài) 第 12頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 三 .狀態(tài)圖 狀態(tài)圖：輸入與狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系的圖形表示。 以圓圈內(nèi)數(shù)字表示狀態(tài)，圓圈之間用箭頭線相連，箭尾連現(xiàn)態(tài)，箭頭連次態(tài)。 第 13頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 167。 同步時(shí)序電路分析 邏輯電路圖 觸發(fā)器功能表 轉(zhuǎn)移真值表 觸發(fā)器次態(tài)方程 態(tài)方程組 分析步驟： 表格法 代數(shù)法 第 14頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 例 1：用表格法分析下圖所示的同步時(shí)序邏輯電路。 ＝ 1 K1 J1 C K2 J2 C Q2 Q1 CP 1 X 解： 第一步 ：寫(xiě)出輸出函數(shù)和激勵(lì)函數(shù)表達(dá)式。 J1=K1=1 J2=K2=x ? Q1 第 15頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 第二步 ：列出狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表。 激 勵(lì) 函 數(shù) J2 K2 J1 K1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 次 態(tài) Q2 (n+1) Q1 (n+1) 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 現(xiàn) 態(tài)Q2nQ1n 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 輸 入x J1=K1=1 J2=K2=x ? Q1 第 16頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 第三步： 作出狀態(tài)表和狀態(tài)圖。 次 態(tài) Q2 (n+1) Q1 (n+1) 0 0 0 1 1 0 1 1 現(xiàn) 態(tài) Q2nQ1n x = 0 x = 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 00 01 10 11 0 0 0 1 1 1 1 0 x 第 17頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 第四步： 用文字描述電路和邏輯功能。 當(dāng) x=0時(shí) ,該電路進(jìn)行加 1計(jì)數(shù) ,計(jì)數(shù)序列為 : 00 01 10 11 當(dāng) x=1時(shí) ,該電路進(jìn)行減 1計(jì)數(shù) ,計(jì)數(shù)序列為 : 00 11 10 01 第 18頁(yè) 數(shù)字電路與數(shù)字邏輯 第五章 同步時(shí)序電路 例 2：試有代數(shù)法分析下圖所示的同步時(shí)序邏輯電路。 ?1 D1 C D2 C Q2 CP
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