数字电子技术基础电子教案 教学课件 ppt 作者 周良权 5.ppt

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1、概　述计数器寄存器和移位寄存器时序逻辑电路的分析方法集成时序逻辑电路应用设计举例同步时序逻辑电路的设计第5章　时序逻辑电路用驱动方程、状态方程和时序图分析时序逻了解：中规模集成移位寄存器的应用方法。掌握：辑电路的方法。集成时序逻辑电路器件功能表的读法。单向、双向及循环移位寄存器的逻辑功能。熟悉：移位寄存器的工作原理。本章教学基本要求常用中规模计数器的应用方法。同步和异步二进制、十进制、N进制及各种可逆计数器的工作原理的分析方法。时序逻辑电路的特点任何时刻的输出不仅取决于该时刻的输入信号，而且与电路原有的状态有关

2、。逻辑功能特点：电路结构特点：由存储电路和组合逻辑电路组成。时序逻辑电路的类型同步时序逻辑电路异步时序逻辑电路所有触发器的时钟端连在一起。所有触发器在同一个时钟脉冲CP控制下同步工作。时钟脉冲CP只触发部分触发器，其余触发器由电路内部信号触发。因此，触发器不在同一时钟作用下同步工作。5.1概述时序电路的一般方框图如下：X(x1,x2…xi)代表输入信号Y(y1,y2…yj)代表输出信号Z(z1,z2…zk)代表存储电路的输入信号Q(q1,q2…ql)代表存储电路的输出这些信号之间的关系可以用三个向量函数表示:Y

3、(tn)=F[X(tn),Q(tn)]输出方程Q(tn+1)=G[Z(tn),Q(tn)]状态方程Z(tn)=H[X(tn),Q(tn)]驱动方程tn,tn+1表示相邻的两个离散时间。Q称为状态向量。时序电路的表示一、状态转换表将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状态方程和输出方程，即可算出电路的次态和输出值。二、状态转换表以小圆圈表示电路的各个状态，圆圈中填入存储单元的状态值，圆圈之间用箭头表示状态转换的方向，箭头旁注明输入变量取值和输出值，输入和输出用斜线分开。三、时序图把在时钟序列脉冲作用下存储电路的状

4、态和输出状态随时间变化的波形画出来，称为时序图。主要要求：掌握同步时序逻辑电路的分析方法，了解异步时序逻辑电路的分析方法。理解时钟方程、驱动方程、输出方程、状态方程、状态转换真值表、状态转换图和时序图等概念及求取方法。5.2时序逻辑电路的分析方法一、同步时序逻辑电路的分析方法：基本步骤：1.根据给定电路写出其时钟方程、输出方程、2.求状态方程。3.进行状态计算。把电路的输入和现态各种可能取值组合代入状态方程和输出方程进行计算,得到相应的次态和输出。4.画状态图(或时序图)触发器输入信号的逻辑函数式驱动方程时序电

5、路过程分析图[例]试分析图示电路的逻辑功能，FF1、FF2和FF3为下降沿触发的JK触发器,输入端悬空时相当于逻辑1状.解：这是时钟CP下降沿触发的同步时序电路，分析如下：1.写方程式（1）根据给定的逻辑图写出驱动方程1J1K1.写方程式（1）根据给定的逻辑图写出驱动方程（2）将上式的驱动方程代入特性方程中去,可得到状态方程:（3）输出方程2、列状态转换表CP的顺序现态次态输出Y01234567000001010011100101110111001010011100101110

6、0000010000001001111000000001103.画状态转换图4.画时序图:必须画出一个计数周期的波形1234567七进制计数器了解集成移位寄存器的应用。主要要求：理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。5.3寄存器和移位寄存器下面请看置数演示5.3.1寄存器Register，用于存放二进制数码。4位寄存器Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3FF0FF1FF2FF3D0CPC1C1C11D1D1DRRRRD1D2D3C11DCR1D1D1D1D由D触发器构成，因此能锁存输入数据。

7、D0D1D2D3RRRR1CRCR为异步清零端，当CR=0时，各触发器均被置0。寄存器工作时，CR应为高电平。D0~D3称为并行数据输入端，当时钟CP上升沿到达时，D0~D3被并行置入到4个触发器中，使Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。D0D1D2D3D0D1D2D3D0D1D2D3在CR=1且CP上升沿未到达时，各触发器的状态不变，即寄存的数码保持不变。Q0~Q3是同时输出的，这种输出方式称并行输出。Q0Q1Q2Q3一、由RS触发器构成的寄存器并行输入、并行输出方式二、由D触发器构成的寄存器并行输入、并行输

8、出方式5.3.2移位寄存器在控制信号作用下，可实现右移也可实现左移。双向移位寄存器单向移位寄存器左移寄存器右移寄存器每输入一个移位脉冲，移位寄存器中的数码依次向右移动1位。每输入一个移位脉冲，移位寄存器中的数码依次向左移动1位。Shiftregister用于存放数码和使数码根据需要向左或向右移位。1.单向移位寄存器的结构与工作原理右移输入D0D1D3DID2右移输出Q11D1D1D1D