第六章時序邏輯電路修改

第六章時序邏輯電路6.1概述一、時序邏輯電路的特點功能上：任一時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入，還與電路原來的狀態有關。例：串行加法器，兩個多位數從低位到高位逐位相加

6.1概述一、時序邏輯電路的特點功能上：任一時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入，還與電路原來的狀態有關。例：串行加法器，兩個多位數從低位到高位逐位相加

2.電路結構上

①包含存儲電路和組合電路 ②存儲器狀態和輸入變量共同決定輸出二、時序電路的一般結構形式與功能描述方法可以用三個方程組來描述：三、時序電路的分類1.同步時序電路與異步時序電路同步：存儲電路中所有觸發器的時鐘使用統一的clk,狀態變化發生在同一時刻異步：沒有統一的clk,觸發器狀態的變化有先有后2.Mealy型和Moore型Mealy型：Moore型：6.2時序電路的分析方法6.2.1同步時序電路的分析方法分析：找出給定時序電路的邏輯功能 即找出在輸入和CLK作用下，電路的次態和輸出。一般步驟：①從給定電路寫出存儲電路中每個觸發器的驅動方程（輸入的邏輯式），得到整個電路的驅動方程。②將驅動方程代入觸發器的特性方程，得到狀態方程。③從給定電路寫出輸出方程。例：6.2.2時序電路的狀態轉換表、狀態轉換圖、狀態機流程圖和時序圖一、狀態轉換表0000010001010001001100111000100101010111001100001111000100000100102010030110410005101061101700000111110000二、狀態轉換圖四、時序圖例：（4）列狀態轉換表：（5）狀態轉換圖00011011001/010/011/000/1111/100/001/010/0*6.2.3異步時序邏輯電路的分析方法各觸發器的時鐘不同時發生例：TTL電路6.3若干常用的時序邏輯電路6.3.1寄存器和移位寄存器一、寄存器①用于寄存一組二值代碼，N位寄存器由N個觸發器組成，可存放一組N位二值代碼。②只要求其中每個觸發器可置1，置0。例1：例：用維-阻觸發器結構的74HC175二、移位寄存器（代碼在寄存器中左/右移動）具有存儲+移位功能器件實例：74LS194A，左/右移，并行輸入，保持，異步置零等功能R’DS1S0工作狀態0XX置零100保持101右移110左移111并行輸入

擴展應用（4位8位）6.3.2計數器用于計數、分頻、定時、產生節拍脈沖等分類：按時鐘分，同步、異步 按計數過程中數字增減分，加、減和可逆 按計數器中的數字編碼分，二進制、二-十進制和 循環碼…

按計數容量分，十進制，六十進制…一、同步計數器同步二進制計數器①同步二進制加法計數器原理：根據二進制加法運算規則可知：在多位二進制數末位加1，若第i位以下皆為1時，則第i位應翻轉。由此得出規律，若用T觸發器構成計數器，則第i位觸發器輸入端Ti的邏輯式應為：器件實例：74161工作狀態X0XXX置0（異步）10XX預置數（同步）X1101保持（包括C）X11X0保持（C=0）1111計數2.同步十進制計數器①加法計數器

基本原理：在四位二進制計數器基礎上修改，當計到1001時，則下一個CLK電路狀態回到0000。能自啟動器件實例：74160工作狀態X0XXX置0（異步）10XX預置數（同步）X1101保持（包括C）X11X0保持（C=0）1111計數三、任意進制計數器的構成方法

用已有的N進制芯片，組成M進制計數器，是常用的方法。N進制M進制1.N>M原理：計數循環過程中設法跳過N－M個狀態。具體方法：置零法置數法例：將十進制的74160接成六進制計數器異步置零法工作狀態X0XXX置0（異步）10XX預置數（同步）X1101保持（包括C）X11X0保持（C=0）1111計數例：將十進制的74160接成六進制計數器異步置零法置數法

(a)置入0000

(b)置入10012.N<M①M=N1×N2先用前面的方法分別接成N1和N2兩個計數器。N1和N2間的連接有兩種方式：a.并行進位方式：用同一個CLK，低位片的進位輸出作為高位片的計數控制信號（如74160的EP和ET）b.串行進位方式：低位片的進位輸出作為高位片的CLK，兩片始終同時處于計數狀態例：用74160接成一百進制

工作狀態X0XXX置0（異步）10XX預置數（同步）X1101保持（包括C）X11X0保持（C=0）1111計數例：用兩片74160接成一百進制計數器并行進位法串行進位法②M不可分解采用整體置零和整體置數法：先用兩片接成M’>M的計數器然后再采用置零或置數的方法例：用74160接成二十九進制

工作狀態X0XXX置0（異步）10XX預置數（同步）X1101保持（包括C）X11X0保持（C=0）1111計數例：用74160接成二十九進制整體置零（異步）整體置數（同步）6.4時序邏輯電路的設計方法6.4.1同步時序邏輯電路的設計方法設計的一般步驟一、邏輯抽象，求出狀態轉換圖或狀態轉換表1.確定輸入/輸出變量、電路狀態數。2.定義輸入/輸出邏輯狀態以及每個電路狀態的含意，并對電路狀態進行編號。3.按設計要求列出狀態轉換表，或畫出狀態轉換圖。二、狀態化簡若兩個狀態在相同的輸入下有相同的輸出，并轉換到同一個次態，則稱為等價狀態；等價狀態可以合并。三、狀態分配（編碼）1.確定觸發器數目。2.給每個狀態規定一個代碼。（通常編碼的取法、排列順序都依照一定的規律）四、選定觸發器類型求出狀態方程，驅動方程，輸出方程。五、畫出邏輯圖六、檢查自啟動例：設計一個串行數據檢測器，要求在連續輸入三個或三個以上“1”時輸出為1，其余情況下輸出為0。一、抽象、畫出狀態轉換圖二、狀態化簡用X（1位）表示