2022-2023学年高二物理竞赛课件：时序逻辑电路

时序逻辑电路 时序逻辑电路 内容提要 本章主要介绍时序逻辑电路的工作原理和分析方法及设计方法。首先讲述时序逻辑电路的功能及结构特点、分析方法和步骤，然后具体介绍寄存器、计数器等各类时序逻辑电路的工作原理和使用方法，最后介绍时序逻辑电路的设计方法。 本章重点是计数器的分析和设计 2 本章主要内容 6.1 概述 6.2 时序逻辑电路的分析方法 6.3 若干常用的时序逻辑电路 6.4 时序逻辑电路的设计方法 6.5 时序逻辑电路中的竞争－冒险现象（自学） 6.1 概述 一、时序逻辑电路： 二、时序逻辑电路的构成及结构特点： 在任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态。 时序逻辑电路的构成可用图6.1.1所示框图表示 图6.1.1 特点： 1.时序逻辑电路包含组合逻辑电路和存储电路两个部分； 图6.1.1 6.1 概述 2.存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端，与输入信号一起，共同决定组合逻辑电路的输出。 可以用三个方程组来描述 图6.1.1 6.1 概述 6 6.1 概述 图6.1.1 6.1 概述 图6.1.1 例6.1 串行加法器电路如图6.1.2所示，写出其输出方程、驱动方程和状态方程 6.1 概述 图6.1.2 解：其输出方程为 驱动方程为 状态方程为 三、时序逻辑电路的分类： 根据触发器动作特点可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。在同步时序逻辑电路中，存储电路中所有触发器的时钟使用统一的CLK,状态变化发生在同一时刻，即触发器在时钟脉冲的作用下同时翻转;而在异步时序逻辑电路中，触发器的翻转不是同时的没有统一的CLK,触发器状态的变化有先有后。 根据输出信号的特点时序逻辑电路可分为米利（Mealy）型和穆尔（Moore）型。在米利型时序逻辑电路中，输出信号不仅取决于存储电路的状态，而且还取决于输入变量，即 6.1 概述 在穆尔型时序逻辑电路中，输出信号仅仅取决于存储电路的状态，故穆尔型电路只是米利型电路的特例而已，可表述为 6.1 概述 6.2.时序逻辑电路的分析方法 6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 时序逻辑电路的分析：就是给定时序电路，找出该的逻辑功能，即找出在输入和CLK作用下，电路的次态和输出。由于同步时序逻辑电路是在同一时钟作用下，故分析比较简单些，只要写出电路的驱动方程、输出方程和状态方程，根据状态方程得到电路的状态表或状态转换图，就可以得出电路的逻辑功能。 步骤： 1. 从给定的逻辑电路图中写出每个触发器的驱动方程（也就是存储电路中每个触发器输入信号的逻辑函数式）； 12 $