第6章时序逻辑电路

第6章时序逻辑电路一、选择题1．下列逻辑电路中哪个是时序逻辑电路：（）。

[江苏大学2016研]A．二进制译码器B．二进制加法器C．移位寄存器D．数据选择器【答案】C【解析】ABD三项都属于组合逻辑电路，C项移位寄存器是由触发器组成的，具有存储功能，它属于时序逻辑电路。

2．同步时序电路和异步时序电路比较，其差异在于后者（）。

[重庆大学2015研] A．没有触发器B．没有统一的时钟控制C．没有稳定状态D．输出只与内部状态有关【答案】B【解析】A项是组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别；C项是无稳态电路与稳态电路的区别；D项是米勒型电路和摩尔型电路的区别。

3．对于状态表6-1，下列说法正确的是：（）。

[北京邮电大学2015研]表6-1A．状态A和B肯定等价B．状态D和E肯定等价C．状态A和C肯定等价D．状态B和F肯定等价【答案】B【解析】根据状态表6-1可知，状态D和E在输入0后，次态都为自身且输出Z＝0，而在输入1后，次态都变为C且输出Z＝0。

所以，可以视为两者状态等价，同样的分析方法用于A、C、D三项，可以发现这三个选项是错误的。

二、填空题1．时序电路中“等价状态”是______，在实际应用中起______作用。

[重庆大学2014研]【答案】相同的输入下，输出相同且次态也相同；化简【解析】状态等价是指在相同的输入变量条件下，次态相同且输出也相同，等价的状态主要用于化简状态转换表，也就是减少电路的状态数量，可以优化构成相应电路的硬件结构。

2．一个模值为6的计数器，状态转移图如图6-1所示，若初始状态为000，则经过100个CP脉冲后，其状态为______。

[北京邮电大学2015研]图6-1【答案】110【解析】每经过一个CP脉冲，计数器的状态按照顺序变化一次，100/6＝16···4，所以经过了100CP脉冲后，计数器循环了16个完整计数周期，然后又进行了4次状态变化，所以此时状态为110。

6.1 时序逻辑电路的基本概念
1. 时序电路的一般化模型
I1 Ii
O1
Oj
Sm 特点： Ek 1）时序逻辑电路由组合电路（逻辑门）和存储电路( 一般由触 发器构成) 组成。 2）电路的输出由输入信号和原来的输出状态共同决定.
4/9/2019 12:58:22 PM
… … S1 …
… E1 … …
组合电路
1/0 1/0 1/0
01 01 0/0 10 10
00
11
10
01
0/1 11 11
1/1
0/0
电路进行减1计数 。 电路功能：可逆4进制计数器 Y可理解为进位或借位端。
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D2 Q
n 1
(3) 根据状态方程组和输出方程列出状态表
Sn→Sn+1
S = Q2Q1Q0
Q
n 1 0
Q Q
n 1
n 0
Q
n 1 1
Q
n 0
n 1 Q2 Q1n
状态表
n 1 n n 1 n 1 n Q Q Q Q Q Q 0 1 0 1 2
n 2
(4) 画出状态图 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0
存储电路
时序电 路输入 信号
I1
Ii
O1 Oj
组合电路
时序电 路输出 信号
存储电路激 励信号(触发 器的输入)
… …
… …
存储电路输 出信号 (电路状态S) 各触发器的状态Q
S1 Sm …
E1
… Ek
存储电路
各信号之间的逻辑关系方程组为：
O = F1（I，Sn） E = F2

26
4
5
1
1
1
0
0
0
Q3 n
Q2 n
Q1 n
Q3n+1
Q2n+1
Q1n+1
J3
K3
J2
K2
J1
K1
0
0
0
0
1
0
0
Φ
1
Φ
0
Φ
0
1
0
0
1
1
0
Φ Φ
Φ Φ
0
1 Φ Φ
Φ
0
1
1
1
0
1
1 Φ
1 Φ
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
Φ Φ
0
Φ
1 Φ
0
Φ Φ
1
0
0
0
0
0
1
0
0
偏 离 态
0
0
1
0
0
0
0 Φ
Φ
0 Φ
Φ
该电路具有自启动性。
图 6.3.1 题 6.6 的状态转移图
22
6.5 八位并行→串行转换
启动 启 动
&
&
在下图基础上增加芯片2 的Q2输出线到与非门，另 外在串行输出端增加两个 DFF和一个或门及与门
0
0
0
0
0
0
0
串输 行出 串行输出
M0
1 CR CP
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3 M0 CR CP D SR 1

S3
S4 S5 S6 S7
S4 /0
S5 /1 S5 /1 S7 /1 S6 /1
Sn＋1 Z
S
S1 S2 S3 S4 S5 S6
X
0
S2 /0 S5 /1 S4 /0 S5 /1 S5 /1 S7 /1
1
S3 /0
化简后的状态图为：
Sn＋1 Z
S3 /0
S1 /0 S1 /0
S X
S1 S2
0
S2 /0 S2 /1
0 S S1 S2 / 1 S2 S2 / 1 S3 S3 / 1
Y X
A B C D E
X
1 S2 / 0 S3 / 0 S2 / 1
0 C /1 C /1 B/1 D/1 D/1
1 B/0 E /0 E /0 B/1 B/1
S ( t 1) / Z
Y( t 1) / Z
例2：化简图示原始状态表
后继状态等效
0/0
S1
1/1 1/0 0/0
0/0
S2 1/1 1/0 0/0
S3 0/1
1/1 1/1
S4 0/1
0/0
S5
S6 1/0
S1,S2 1/1 0/1 0/0
次态循环
S3,S4 1/1
S5,S6
在原始状态表中判断状态的等效
X Y
A B C D E
3）后继状态等效，等效。此例 中B和C是否等效，要看E和 Y( t 1) / Z D是不是等效，因为E和D等 效，所以B和C等效。 根据等效的传递性可知，A和B等效，B和C等效，则A和C等效 等效对： (A, B) (B, C) (A, C) (D, E)
次态交错
输入/输出 1/0 S1 S2 1/0 S1,S2