数字逻辑第 5 章 异步时序逻辑电路
- 格式:ppt
- 大小:232.50 KB
- 文档页数:29
数电基础:时序逻辑电路虽然每个数字电路系统可能包含有,但是在实际应⽤中绝⼤多数的系统还包括,我们将这样的系统描述为时序电路。
时序电路是由最基本的加上反馈逻辑回路(输出到输⼊)或器件组合⽽成的电路,与最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。
1. 简介是数字逻辑电路的重要组成部分,时序逻辑电路⼜称,主要由 存储电路 和 组合逻辑电路 两部分组成。
它和我们熟悉的其他电路不同,其在任何⼀个时刻的输出状态由当时的输⼊信号和电路原来的状态共同决定,⽽它的状态主要是由存储电路来记忆和表⽰的。
同时时序逻辑电路在结构以及功能上的特殊性,相较其他种类的数字逻辑电路⽽⾔,往往具有难度⼤、电路复杂并且应⽤范围⼴的特点 。
在数字电路通常分为和时序逻辑电路两⼤类,组合逻辑电路的特点是输⼊的变化直接反映了输出的变化,其输出的状态仅取决于输⼊的当前的状态,与输⼊、输出的原始状态⽆关,⽽是⼀种输出不仅与当前的输⼊有关,⽽且与其输出状态的原始状态有关,其相当于在组合逻辑的输⼊端加上了⼀个反馈输⼊,在其电路中有⼀个存储电路,其可以将输出的状态保持住,我们可以⽤下图的框图来描述时序电路的构成。
从上⾯的图上可以看出,其输出是输⼊及输出前⼀个时刻的状态的函数,这时就⽆法⽤组合逻辑电路的函数表达式的⽅法来表⽰其输出函数表达式了,在这⾥引⼊了现态(Present state)和次态(Next State)的概念,当现态表⽰现在的状态(通常⽤Qn来表⽰),⽽次态表⽰输⼊发⽣变化后其输出的状态 (通常⽤Qn+1表⽰),那么输⼊变化后的输出状态表⽰为Qn+1=f(X,Qn),其中:X为输⼊变量。
组合电路和存储元件互联后组成了时序电路。
存储元件是能够存储信息的电路。
存储元件在某⼀时刻存储的⼆进制信息定义为该时刻存储元件的状态。
时序电路通过其输⼊端从周围接受⼆进制信息。
时序电路的输⼊以及存储元件的当前状态共同决定了时序电路输出的⼆进制数据,同时它们也确定了存储元件的下⼀个状态。
20XXKnowledge Points知识点汇编《数字电子技能》知识点第1章数字逻辑根底1.数字信号、模仿信号的界说2.数字电路的分类3.数制、编码其及转化要求:能娴熟在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD之间进行彼此转化。
举例1:(37.25)10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD解:(37.25)10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD4.根本逻辑运算的特色与运算:见零为零,全1为1;或运算:见1为1,全零为零;与非运算:见零为1,全1为零;或非运算:见1为零,全零为1;异或运算:相异为1,相同为零;同或运算:相同为1,相异为零;非运算:零变 1, 1变零;要求:娴熟运用上述逻辑运算。
5.数字电路逻辑功用的几种表明办法及彼此转化。
①真值表(组合逻辑电路)或状况转化真值表(时序逻辑电路):是由变量的一切或许取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式:是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图:是由表明变量的一切或许取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图:是由表明逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图:是由输入变量的一切或许取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状况图(只需时序电路才有):描绘时序逻辑电路的状况转化联系及转化条件的图形称为状况图。
要求:把握这五种(对组合逻辑电路)或六种(对时序逻辑电路)办法之间的彼此转化。
6.逻辑代数运算的根本规矩①反演规矩:关于任何一个逻辑表达式Y,假如将表达式中的一切“·”换成“+”,“+”换成“·”,“0”换成“1”,“1”换成“0”,原变量换成反变量,反变量换成原变量,那么所得到的表达式便是函数Y的反函数Y(或称补函数)。
这个规矩称为反演规矩。
②对偶规矩:关于任何一个逻辑表达式Y,假如将表达式中的一切“·”换成“+”,“+”换成“·”,“0”换成“1”,“1”换成“0”,而变量坚持不变,则可得到的一个新的函数表达式Y',Y'称为函Y的对偶函数。
数字逻辑电路实验报告指导老师:班级:学号:姓名:时间:第一次试验一、实验名称:组合逻辑电路设计1二、试验目的:掌握组合逻辑电路的功能测试。
1、验证半加器和全加器的逻辑功能。
2、、学会二进制数的运算规律。
3、试验所用的器件和组件:三、74LS00 3片,型号二输入四“与非”门组件74LS20 1片,型号四输入二“与非”门组件74LS86 1片,型号二输入四“异或”门组件实验设计方案及逻辑图:四、/全减法器,如图所示:1、设计一位全加时做减法运时做加法运算,当M=1M决定的,当M=0 电路做加法还是做减法是由SCin分别为加数、被加数和低位来的进位,、B和算。
当作为全加法器时输入信号A分别为被减数,减数Cin、B和为和数,Co为向上的进位;当作为全减法时输入信号A 为向上位的借位。
S为差,Co和低位来的借位,1)输入/(输出观察表如下:(2)求逻辑函数的最简表达式函数S的卡诺图如下:函数Co的卡诺如下:化简后函数S的最简表达式为:Co的最简表达式为:2(3)逻辑电路图如下所示:、舍入与检测电路的设计:2F1码,用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路,该电路的输入为8421为奇偶检测输出信号。
当电路检测到输入的代码大于或F2为“四舍五入”输出信号,的个数为奇数时,电路。
当输入代码中含1F1=1;等于5是,电路的输出其他情况F1=0 F2=0。
该电路的框图如图所示:的输出F2=1,其他情况输出观察表如下:(输入/0 1 0 0 1 01 0 1 0 0 11 1 1 0 0 01 0 1 1 1 11 0 0 1 0 11 0 1 0 0 11 0 0 1 1 01 1 1 0 1 11 0 1 1 0 011111求逻辑函数的最简表达式(2)的卡诺如下:函数F1 F2函数的卡诺图如下:的最简表达式为:化简后函数F2 的最简表达式为:F1)逻辑电路图如下所示;(3课后思考题五、化简包含无关条件的逻辑函数时应注意什么?1、答:当采用最小项之和表达式描述一个包含无关条件的逻辑问题时,函数表达式中,并不影响函数的实际逻辑功能。
数字电路知识点汇总第1章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与16进制数的转换二、基本逻辑门电路第2章逻辑代数表示逻辑函数的方法,归纳起来有:真值表,函数表达式,卡诺图,逻辑图及波形图等几种。
一、逻辑代数的基本公式和常用公式1)常量与变量的关系A+0=A与A=⋅1AA+1=1与0⋅A0=A⋅=0AA+=1与A2)与普通代数相运算规律a.交换律:A+B=B+AA⋅⋅=ABBb.结合律:(A+B)+C=A+(B+C)⋅A⋅B⋅⋅=(C)C()ABc.分配律:)⋅=+A⋅B(CA⋅⋅BA C+A+=+)B⋅)(C)()CABA3)逻辑函数的特殊规律a.同一律:A+A+Ab.摩根定律:BBA+=A⋅A+,BBA⋅=b.关于否定的性质A=A二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中,如果将等式两边同时出现某一变量A的地方,都用一个函数L表示,则等式仍然成立,这个规则称为代入规则例如:C⋅+A⊕⊕⋅BACB可令L=CB⊕则上式变成L⋅=C+AA⋅L⊕⊕=LA⊕BA三、逻辑函数的:——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数,通常,我们将逻辑函数化简为最简的与—或表达式1)合并项法:利用A+1A=⋅B⋅,将二项合并为一项,合并时可消去=+A=A或ABA一个变量例如:L=B+BA=(C+)=ACACBBCA2)吸收法利用公式AA⋅可以是⋅+,消去多余的积项,根据代入规则BABA=任何一个复杂的逻辑式例如化简函数L=EAB++DAB解:先用摩根定理展开:AB=BA+再用吸收法L=E+AB+ADB=E B D A B A +++ =)()(E B B D A A +++ =)1()1(E B B D A A +++ =B A +3)消去法利用B A B A A +=+ 消去多余的因子 例如,化简函数L=ABC E B A B A B A +++ 解: L=ABC E B A B A B A +++ =)()(ABC B A E B A B A +++=)()(BC B A E B B A +++=))(())((C B B B A B B C B A +++++ =)()(C B A C B A +++ =AC B A C A B A +++ =C B A B A ++4)配项法利用公式C A B A BC C A B A ⋅+⋅=+⋅+⋅将某一项乘以(A A +),即乘以1,然后将其折成几项,再与其它项合并。