第6章时序电路的分析与设计
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第6章时序逻辑电路本章的主要知识点时序逻辑电路的基本知识、时序逻辑电路的分析和设计、关于自启动的修正问题、常用的中规模时序电路。
1.参考学时10学时(总学时32学时,课时为48课时可分配12学时)。
2.教学目标(能力要求)●掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法;●掌握电路挂起的修正方法;●掌握常用的中规模时序逻辑电路(计数器、寄存器)的外部特性及使用方法;●掌握脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法;●掌握中规模时序逻辑电路的分析和设计方法。
3.教学重点●同步时序逻辑电路的设计:包括设计中的原始状态图、状态表、状态化简、状态编码、确定激励函数和输出函数等;●同步时序逻辑电路的自启动的分析:能根据设计好的电路分析电路是否存在自启动的问题,并学会修正它。
●脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法:了解和同步时序逻辑电路的分析和设计方法的差异性,并熟练掌握脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法●中规模时序逻辑电路的外部特性及使用方法:通过理论分析来学习常用中规模时序逻辑电路的外部特性及使用方法,通过具体实例来学习中规模时序逻辑电路的分析和设计方法4.教学难点●原始状态图:学生开始不知道如何增加状态,什么时候增加状态●自启动的修正:学生能分析出挂起,但是对于修正比较困难●脉冲异步时序逻辑电路的分析:当脉冲异步时序逻辑电路的存储电路是没用统一时钟端的钟控触发器时,如何分步找到每个触发器的时钟的跳变时刻对学生来说是一大挑战●计数器的使用方法:掌握置数法、清零法、级联法实现任意模的计数器5.教学主要内容(1)时序逻辑电路概述(15分钟)(2)小规模时序逻辑电路分析(120分钟)➢小规模时序逻辑电路的分析方法和步骤➢小规模同步时序逻辑电路的分析➢小规模异步时序逻辑电路的分析(3)小规模时序逻辑电路设计(180分钟)➢小规模时序逻辑电路的设计方法和步骤➢小规模同步时序逻辑电路的设计➢小规模异步时序逻辑电路的设计(4)常用中规模时序逻辑电路(45分钟)➢集成计数器➢寄存器(5)中规模时序逻辑电路的分析和设计(90分钟)➢中规模时序逻辑电路的分析➢中规模时序逻辑电路的设计6.教学过程与方法(1)时序逻辑电路概述(15分钟)简要介绍时序逻辑电路的结构、特点、分类和描述方法等。
数字电路第6章(1时序逻辑电路分析方法)1、第六章时序规律电路本章主要内容6.1概述6.2时序规律电路的分析方法6.3若干常用的时序规律电路6.4时序规律电路的设计方法6.5时序规律电路中的竞争-冒险现象1.时序规律电路的特点2.时序规律电路的分类3.时序规律电路的功能描述方法§6.1概述一、时序规律电路的特点1、功能:任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入;还与电路原来的状态有关。
例:串行加法器:两个多位数从低位到高位逐位相加一、时序规律电路的特点2.电路结构①包含存储电路和组合电路,且存储电路必不行少;②存储电路的输出状态必需反馈到组合电路输入端,与输入变量共同确定组合规律的输出。
yi:输出信号xi:输2、入信号qi:存储电路的状态zi:存储电路的输入可以用三个方程组来描述:Z=G(X,Q)二、时序电路的分类1.依据存储电路中触发器的动作特点不同时序电路存储电路里全部触发器有一个统一的时钟源;触发器状态改变与时钟脉冲同步.同步:异步:没有统一的时钟脉冲,电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后,是异步进行的。
二、时序电路的分类2.依据输出信号的特点不同时序电路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。
Y=F(X,Q)米利(Mealy)型:穆尔(Moore)型:输出状态仅取决于存储电路的状态。
犹如步计数器Y=F(Q)三、时序规律电路的功能描述方法描述方法3、规律方程式状态转换表状态转换图时序图三、时序规律电路的功能描述方法(1)规律方程式:写出时序电路的输出方程、驱动方程和状态方程。
输出方程反映电路输出Y与输入X和状态Q之间关系表达式;驱动方程反映存储电路的输入Z与电路输入X和状态Q之间的关系状态方程反映时序电路次态Qn+1与驱动函数Z和现态Qn之间的关系三、时序规律电路的功能描述方法(2)状态〔转换〕表:反映输出Z、次态Qn+1和输入X、现态Qn间对应取值关系的表格。
(3)状态〔转换〕图:(4)时序图:反映时序规律电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的有向图形。