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第06章时序逻辑电路习题解41页PPT

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2019-§6时序逻辑电路-PPT精选文档85页

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00(a)/1§6 时序逻辑电路01(b返)/回0
10
南通大学
Nantong University
4. 时序图 6.1.2 时序电路功能的表达 Qn1 1

Q0n
A
Q0n1(Q0nQ1n)AY(Q0 Q1)A
00(a)/0 00(a)/1 00(a)/1 00(a)/1
10(c)/0 01(b)/0 11(d)/0 01(b)/0
与电路原来的状态有关，称为～。
(2) 时序电路模型
I1 输入信号 Ii
组合电路
输出信号
O1
结构特征:
Oj
电路由组合电路和
S1 输出状态
S
m
存储电路
E1 Er
存储电路两部分组成。 电路存在反馈。
存储电路 的输入
O f(I,S ) Eg(I,S )
I (I1 ,I2, ,Ii); S (S 1 ,S 2, ,S m ) O (O 1 ,O 2, ,O j); I (I1 ,I2, ,Ii); S (S 1 ,S 2, ,S m ) E (E 1 ,E 2, ,E k);
0
1
01
0
10 1
0
1 0 1 1 / 0 0 1 / 0 QQ21 0 0 1 1 0 1 1 0
0
1 10 0/1 1 0/1
Y
(5)确定电路的逻辑功能:
X=0时： 00 01 10 11 ∴电路进行加1计数.
X=1时: 00 11 10 01 ∴ 电路进行减1计数.
电路功能：可逆计数器, Y可理解§为6 时进序位逻或辑借电位路 端返。回米利型： 18
Q1 0 1 0 0 1 0 0 1
Q2

第06章时序逻辑电路习题解

第06章时序逻辑电路习题解

[题6.20]分析图P 6.20给出的电路，说明这是多少进制的计数器，两片之间是多少进制。 74LSl61的功能表见表6.3.4。
解：这是采用整体置数法接成的计数器。 在出现LD'=0信号以前，两片74LSl61均按十六进制计数。即第(1)片到第(2) 片为十六进制。当第(1)片计为2，第(2)片计为5时产生LD'=0信号，待下一个 CLK信号到达后两片74LSl61同时被置零，总的进制为 5 X 16+2+1=83 故为八十三进制计数器。
图A 6.12
[题6.13]试分析图P 6.13的计数器在M=1和M=0时各为几进制。
解：图P6.13电路是采用同步置数法用74160接成的可变进制计数器。在M=1的 状态下，当电路进入Q3Q2Q1Q0=1001(九)以后，LD'=0。下一个CLK到达时将 D3D2D1D0=0100(四)置入电路中，使Q3Q2Q1Q0=0100，再从0100继续作加 法计数。因此，电路在0100到1001这六个状态间循环，构成六进制计数器。同 理，在M=0的情况下，电路计到1001后置入0010(二)，故形成八进制计数器。
[题6.6]分析图P 6.6给出的时序电路，画出电路的状态转换图，检查电路能否自启动，说 明电路实现的功能。A为输入变量。
解：由电路图写出驱动方程为 J1=K1=1 J2=K2=A Q1 将上述驱动方程代入JK触发器的特性方程，得到状态方程 Q1*=Q1' Q2*=A Q1 Q2 输出方程为 Y=AQ1Q2+A'Q1'Q2' 根据状态方程和输出方程画出的状态转换图如图A 6.6所示。因为不存在无效 状态，所以电路不存在自启动与否的问题。 当A=0时电路对CLK脉冲作二进制加法计数，A=1时作二进制减法计数。

时序逻辑电路

时序逻辑电路

0
从上表很容易看出，每经过5个时钟之后，电路状态循环变 化一次，所以这个具有对时钟信号计算的功能，显然，这是 一个五进制加法计数器。
5. 画状态转换图
表
删表
Q3Q2Q1
111
101 110
000
001
010
100
011
现态
次态
状Q0本态3n 电循Q路环0n2 的）主Q循01n 环（Q 3n0有1 效Q循n201 环、Q 11n 1
Qn1 0
Q1nQ0n
J1 MQ0n K1 1
M=1时
（4）状态转换表及状态图
Qn1 1
Q1nQ0n
Qn1 0
Q1nQ0n
M
Q
n 1
Q
n 0
0 00
Q Q
n 1
1
n 1 0
01
M=0时
Q1Q0
0 01 0 10
10 00
11
00
01
10
0 11 0 0
1 1 0 0 1 M=1时
FF1 J1 Q1 C K1
FF2 J2 Q2 C K2
FF3 J3 C K3 Q3
RD CP
分析:各触发器接受同一时钟脉冲，所以是一个同步时序逻辑电 路。触发器时钟脉冲处有一小圆圈，故是下降沿触发；由于没 有外部输入信号，所以属于莫尔型的时序逻辑电路
FF1 J1 Q1 C K1
FF2 J2 Q2 C K2
7. 总结逻辑功能 由状态转换图可知，该电路也是五进制加法计 算器，而且具有自启动能力
Q3Q2Q1
111
000
001
100
101 110 010 011
状态转换图

典型时序逻辑电路.ppt

典型时序逻辑电路.ppt
图6.19 环型计数器的状态转换图
上面的状态转换图中共有六个循环，因此该 计数器不能自启动。那怎么办？为解决这个 问题，我们先看一个例题：假定某个同步时 序电路经过一系列设计步骤后得到如下图所 示：
J 0 Q2 n，k0 Q2n
J1
Q0n，K1
n
Q0
J2
Q1n，K2
n
Q1
图6.20 某不可自启动电路
根据上面的激励方程，很容易求出该电路的 状态转换图如下：
000
001
011
Q2Q1Q0
010
100
110
111
101
明显，该电路不能自启动，要对电路进行修改。简 便起见，我们只设法修改某一个触发器的反馈信号。 这里，修改Q0的激励信号。
并行输出
串 行 输Din 入
1D
Q0 1D
Q1 1D
Q2 1D
Q3 Dout 串 行 输
出
C1
C1
C1
C1
移 位 脉CP 冲
图6.16 右移寄存器
下面介绍一种典型的时序电路：环型计数器和扭 环型计数器。这两种电路叫做移位寄存器型计数器， 它是在移位寄存器的基础上，通过增加反馈构成的。
反馈电路
串 行输 入 移 位脉 冲
清零法是在计数器尚未完成计数循环之前，使其清零端 有效，让计数器提前回到全0状态。 置数法是在计数器计数到某个状态时，给它置入一个 新的状态，从而绕过若干个状态。 计数器模块的清零和置数功能有同步和异步两种不同的 方式，相应的转换电路也有所不同。
例3 用74163构造十五进制加法计数器。 解：74163是具有同步清零和同步置数功能的四位二进
在二进制计数器中，触发器的所有状态组合都 被用来计数，因此，n位二进制计数器的模为2n。 按照十进制数规律对时钟脉冲进行计数的电路 称为十进制计数器。在十进制计数器中，只有十 个状态组合被用来计数，十进制计数器的计数长 度为10。

数字电子技术第6章时序逻辑电路简明教程PPT课件

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6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例 【例题6.1】 分析如图6-3所示的时序电路的逻辑功能。写出电路的驱动方程、状态 方程和输出方程，计算出状态转换表，画出状态转换图和时序图，说明电路能否自 启动。
图6-3 例题6.1的逻辑电路
解：该电路为同步时序电路 (1) 写出触发器的驱动方程。
J 1 K1 Q3 J 2 K 2 Q1 J Q Q ；K Q 1 2 3 3 3
n n n Q3 Q2 Q1
n 1 n 1 n 1 Y Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 1
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 0 0 1 0
0 1 1 0 0
1 0 1 0 0
0 0 0 0 1 1 1 1
1 0 1 1 1 0 1 1 1
0 1 1 0 1 0 0 0 1
最后还要检查一下得到的状态转换表是否包含了电路所有可能出现的状态。由 于的状态组合共有8种，而根据上述计算过程列出的状态转换表中只有5种，缺少101、 110、111这3种状态。所以还需要将这3种状态分别代入状态方程和输出方程进行计 算，并将计算结果列入表中。至此，才得到完整的状态转换表。 (5) 画出状态转换图。 若以圆圈表示电路的各个状态，以箭头表示状态转换的方向，同时还在箭头旁注明 了状态转换前的输入信号的取值和输出值，这样便得到了时序电路的状态转换图。通常将 输入信号的取值写在斜线之上，将输出值写在斜线以下。
6.1.3 时序逻辑电路的功能描述 时序电路一般可以用驱动方程、状态方程和输出方程来描述。 图6-2中的X(x1，x2，…，xi)为时序逻辑电路的输入信号，Y(y1，y2，…，yj)为 输出信号，Z(z1，z2，…，zk)为存储电路的输入信号，Q(q1，q2，…，ql)为存储 电路的输出信号，也表示时序逻辑电路的状态。这些信号之间的逻辑关系可以用3 个方程组来描述。

时序逻辑电路讲解ppt

时序逻辑电路讲解ppt

Q JQ C KQ
CP
J K AQn AQn ，A与Qn是异或关系
A与Qn相同时， J K 0 Qn1 Qn 具有保持原状态功能
A与Qn不同时，J K 1 Qn1 Qn 具有计数功能
时序逻辑电路
特点:
在数字电路中,凡就是任一时刻得稳定输出不仅决定 于该时刻得输入,而且还与电路原来得状态有关者,都 叫做时序逻辑电路,简称时序电路。
3、动作特点: 在CP=1得全部时间里,输入信号 得变化都对主触发器起控 制作用,所以当CP下降沿到达时从触发器得状态不仅仅由 此时刻输入信号得状态决定,还必须考虑整个CP=1期间输 入信号得变化过程。
三、 主从RS、JK触发器
主从RS触发器 的图形符号
S
1S
Q
CP C1
R
1R
Q
主从JK触发器 的图形符号
4. 根据状态转换情况总结电路功能。
例:时序电路见下图, FF1～FF3为主从JK触发器、下降沿动作。 分析其逻辑功能。输入端悬空时等同逻辑1。
1J
Q1
C1
1K
Q1 &
FF1
1J
Q2
C1
1K
Q2
FF2
& 1J Q3 &
1
Y
C1
1K
Q3
FF3 CP
J1 Q2 • Q3
K1 1
1、驱动方程 J2 Q1
RD
0–t1： RD=0、 SD=1
Q=1、Q=0
SD t1 t2 t3 t4 t5 t
t1–t2： RD= SD=0
保持Q=1、Q=0
t2 –t3： RD=1、 SD=0
Q
t
Q=0、Q=1
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图A 6.7
[题6.8]分析图P 6.8电路，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态 转换图。图中的X、Y分别表示输入逻辑变量和输出逻辑变量。
解：首先从给定电路图写出它的驱动方程 J0=(XEQ1)'; K0=(XQ1)' J1=XEQ0; K1=(X'Q0)' 将上面的驱动方程代入JK触发器的特性方程，得到电路的状态方程 Q0*=(XOQ1)'Q0'+(XQ1)Q0=X'Q1'Q0'+XQ1 Q1*=(XEQ0)Q1'+(X'Q0)Q1=XQ1'Q0'+X'Q0 输出方程为 Y=XQ1+X'Q0 根据状态方程和输出方程画出的状态转换图如图A 6.8所示。
图A 6. 1
[题6.2]分析图P6.2时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画 出电路的状态转换图，并说明该电路能否自启动。
解：由给定的电路图写出驱动方程为 D1=Q3' D2=Q1 D3=Q1Q2 将驱动方程代入D触发器的特性方程Q*=D，得到电路的状态方程 Q1*=Q3' Q2*=Q1 Q3*=Q1Q2 电路的输出方程为 Y=(Q1'Q3)'=Q1+Q3' 电路的状态转换图如图A 6.2所示，电路能够自启动。
图A 6.8
[题6.9]试画出用4片74LS194A组成16位双向移位寄存器的逻辑图。74LS194A的功能表见 表6.3.2。
解：见图A 6.9。
图A 6.9
[题6.10]在图P6.10电路中，若两个移位寄存器中的原始数据分别为A3A2A1A0=1001， B3B2B1B0=0011，CI的初始值为0，试问经过4个CLK信号作用以后两个寄存器中的数据 如何?这个电路完成什么功能?
图A 6.6
[题6.7]分析图P 6.7的时序逻辑电路，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出 电路的状态转换图，说明电路能否自启动。
解：由电路图写出驱动方程为 J0=K0=1 J1=Q0'(Q2'Q3')'; K1=Q0' J2=Q0'Q3; K2=Q0'Q1' J3=Q0'Q1'Q2'; K3=Q0' 将上述驱动方程代入JK触发器的特性方程，得到状态方程为 Q0*=Q0' Q1*=Q0'Q1'(Q2+Q3)+Q0Q1 Q2*=Q0'Q2'Q3+(Q0+Q1)Q2 Q3*=Q0'Q1'Q2'Q3'+Q0Q3 输出方程为 Y=Q0'Q1'Q2'Q3' 根据状态方程和输出方程画出的状态转换图如图A 6.7所示。电路能自启动。
[题6.1]分析图P 6.1时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程， 画出电路的状态转换图和时序图。
解：从给定的电路写出它的驱动方程为 J1=Q2' K1=1 J2=Q1 K2=1 将上述驱动方程代入JK触发器的特性方程Q*=JQ'+K'Q，得到电路的状态方程 Q1*=Q1'Q2' Q2*=Q1Q2' 输出方程为 Y=Q2 根据状态方程和输出方程画得的状态转换图和时序图如图A 6.1所示。
图A 6.4
[题6.5]试分析图P 6.5时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程， 画出电路的状态转换图。A为输入逻辑变量。
解：首先从电路图写出它的驱动方程 D1=AQ2' D2=A(Q1'Q2')'=A(Q1+Q2) 将上式代入D触发器的特性方程后得到电路的状态方程 Q1*=AQ2' Q2*=A(Q1+Q2) 电路的输出方程为 Y=AQ1'Q2 根据状态方程和输出方程画出的状态转换图如图A 6.5所示。
[题6.6]分析图P 6.6给出的时序电路，画出电路的状态转换图，检查电路能否自启动，说 明电路实现的功能。A为输入变量。
解：由电路图写出驱动方程为 J1=K1=1 J2=K2=A Q1 将上述驱动方程代入JK触发器的特性方程，得到状态方程 Q1*=Q1' Q2*=A Q1 Q2 输出方程为 Y=AQ1Q2+A'Q1'Q2' 根据状态方程和输出方程画出的状态转换图如图A 6.6所示。因为不存在无效 状态，所以电路不存在自启动与否的问题。 当A=0时电路对CLK脉冲作二进制加法计数，A=1时作二进制减法计数。
图A 6.2
[题6.3]分析图P 6.3时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程， 画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。
解：从给定的电路图写出驱动方程为 J1=K1=Q3' J2=K2=Q1 J3=Q1Q2; K3=Q3 将上面的驱动方程代入JK天触发器的特性方程后得到状态方程为 Q1*=Q3'Q1'+Q3Q1=Q3Q1 Q2*=Q1Q2'+Q1'Q2=Q2Q1 Q3*=Q1Q2Q3' 由电路图上可知，输出方程为 Y=Q3 根据状态方程和输出方程画出的状态转换图如图A 6.3所示。电路能够自启动。
图A6.3
[题6.4]试分析图P 6.4所示时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出 方程，画出电路的状态转换图，检查电路能否自启动。
解：从电路图写出驱动方程为 D0=(Q0+Q1)'(Q1 Q2)=Q0'Q2'+Q0Q1'Q2+Q1Q2' D1=Q0 D2=Q1 将上述驱动方程代入D触发器的特性方程，得到状态方程 Q0*=Q0'Q2'+Q0Q1'Q2+Q1Q2' Q1*=Q0 Q2*=Q1 输出方程为 Y=Q0Q1'Q2' 根据得到的状态方程和输出方程，即可画出电路的状态转换图，如图A 6.4所 示。当电路进入无效状态(Q0Q1Q2=111)后，在时钟信号作用下能自行进入有 效循环，所以电路能自启动。
解：经过4个时钟信号作用以后，两个寄存器里的数据分别为A3A2A1A0=1100， B3B2B1B0=0000。这是的计数器电路，说明这是多少进制的计数器。十进制计数器74160的 功能表与表6.3.4相同。
解：图P 6.11是采用同步置数法接成的七进制计数器。当计数器计成1001(9) 状态时，LD'变成低电位。待下一个CLK脉冲到来时，将电路置成 Q3Q2Q1Q0=0011(3)，然后再从3开始作加法计数。在CLK连续作用下，电路将 在0011—1001这七个状态间循环，故电路为七进制计数器。