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第5章 时序逻辑电路5.1 时序逻辑电路概述1. 时序逻辑电路的基本概念 时序逻辑电路的特点:电路在任何时候的输出稳定值,不仅与该时刻的输入信号有关,而且与该时刻以前的电路状态有关;电路结构具有反馈回路.XZ组合电路存储电路QW2. 时序逻辑电路的结构模型 外部输出信号 外部输入信号状态信号驱动信号 3. 时序逻辑电路的描述方法 （1）逻辑方程 输出方程: Z(tn)=F[X(tn),Q (tn)] 驱动方程: W(tn)=G[X(tn),Q (tn)] 状态方程: Q(tn+1)=H[W(tn),Q (tn)] 说明任何时刻的输出不仅和该时刻的外部输入信号有关，而且和该时刻的电路状态及以前的输入信号有关。 输入X输入 原状态 新状态 输出 X Qn Qn+1 Z原状态QnQn+1/Z新状态/ 输出（2）状态表 新状态Qn+1X/ZSet输入/ 输出原状态QnResetQ（3）状态图（4）时序图(定时波形图)4. 时序逻辑电路的分类（1）按存储电路中存储单元状态改变的特点分类 同步时序电路异步时序电路（2）按输出信号的特点分类米里（Mealy）型摩尔（Moore）型（3）按时序电路的逻辑功能分类计数器寄存器移位寄存器5.2 时序逻辑电路的分析与设计 时序逻辑电路的分析方法分析目的: 所谓分析，就是由给定电路，来找出电路的功能。对时序逻辑电路而言，本质上是求电路在不同的外部输入和当前状态条件下的输出情况和状态转换规律. 同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路有不同的分析方法。5.2.1 同步 时序逻辑电路的分析 由于在同步时序电路中，各触发器的动作变化是在CP脉冲作用下同时发生的，因此，在同步电路的分析中,只要知道了在当前状态下各触发器的输入（即驱动信号）,就能根据触发器的特性方程,求得电路的下一个状态,最终找到电路的状态转换规律。分析步骤:列出时序电路的输出方程和驱动方程(即该时序电路中组合电路部分的逻辑函数表达式);(2) 将上一步所得的驱动方程代入触发器的特性方程,导出 电路的状态方程;(3) 根据状态方程和输出方程,列出状态表;(4) 根据状态表画出状态图或时序图;(5) 由状态表或状态图(或时序图)说明电路的逻辑功能.Z=1J=AB , K=A+BQQC11K1JCP&=1≥1AQn+1=JQn+KQn =ABQn+(A+B)Qn =ABQn+AQn+BQnB例: 分析下列时序电路.(1) 写出输出方程和驱动方程.Z=A⊕B⊕Qn(2) 写出状态方程.A B Qn Qn+1 Z0 0 0 0 00 0 1 0 10 1 0 0 10 1 1 1 00 0 0 11 0 1 1 01 1 0 1 01 1 1 1 1AB/ZQ11/000/001/110/101/010/011/10100/1(3) 列出状态表.(4) 列状态图.Z=1QQC11K1JCP&=1≥1AA B Qn Qn+1 Z0 0 0 0 00 0 1 0 10 1 0 0 10 1 1 1 00 0 0 11 0 1 1 01 1 0 1 01 1 1 1 1B(5) 说明逻辑功能. 串行输入串行输出的时序全加器. A和B为两个二进制加数, Qn为低位来的进位,Z表示相加的结果,Qn+1表示向高位的进位.问题：全加器如何工作？一位一位串行加&Z&QQ1J1JXF1C1C1F0&1QQ1K1KCPJK触发器的特性方程：Qn+1=JQn+KQn输出方程：Z=XQ0Q1nn状态方程：Q0 =XQ1Q0+XQ0 =X(Q0+Q1)Q1 =XQ1+X+Q0Q1 =X(Q0+Q1)驱动方程：J0=XQ1 ，K0=XJ1=X，K1=X+Q0n+1nnnnnnnn+1nnnnn例: 分析下列时序电路的逻辑功能.状态表X/Z状态图Q1Q0nnn+1n+1X Q1 Q0 Q1 Q0 Z0