第七章时序逻辑电路
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第七章 时序逻辑电路7.1 常见触发器的功能验证7.1.1SR触发器74LS279为两个SR触发器的集成芯片。
1S1和1S2为一个触发器的两个接口。
连接电路如图,可验证SR触发器的功能。
7.1.2 JK触发器通过逻辑分析仪,观察J和K输入的跳变对输出波形的影响。
实验的一个结果如下。
7.1.3 D触发器用D触发器构成一个二分频电路。
将Q’接回到D上,用逻辑分析仪对比ClK与Q的波形频率。
结果如图-7.2 常用时序逻辑电路及其相关设计7.2.1 寄存器应用双向移位寄存器74LS194改串行输入改为并行输出。
SL、SR为串行的数据输入端,S1S0=00时保持,S1S0=11时置数,S1S0=10时左移串行输入,由高位移向低位,S1S0=01时右移串行输入,由低位移向高位。
例如下面用左移方式,将SL产生的四个数据并行输出。
Word Generator设置为Burst模式。
7.2.2 计数器7.2.2.1 用74LS160设计一个六进制的计数器。
应用异步置零的方法,当QDQCQBQA=0110时,使异步置零端CLR’=0。
为保证置零的有效性,加入了改进电路-SR触发器,使输出为6的CLOCK下降沿到来后的整个低电平期间触发器输出恒为低电平。
采用同步置数法,将四个输入ABCD接为低电平,QDQCQBQA=0101时LOAD’=0。
7.2.2.2 验证74LS290的功能74LS290为2-5-10进制计数器。
R01=R02=1,S01=S02=0时,输出为0,R01=R02=0,S01=S02=1时输出为9。
S和R都置为0时正常计数。
INA接入clock后,实现二进制计数;INB接入clock后,实现五进制计数;INB接到QA,INA接clock时,实现十进制计数。
如下电路通过开关的切换可以实现不同的计数和置数功能。
7.3 时序逻辑电路的设计7.3.1 同步时序逻辑电路的设计7.3.1.1 同步时序逻辑电路的状态化简设计一个串行输入的数据检测器,连续输入3个或3个以上1时输出为1,其他情况下输出为0。
时序逻辑电路的概念时序逻辑电路是一种数字电路,其特点是输出不仅取决于当前的输入,还与之前的输入状态有关。
在时序逻辑电路中,存储器是核心元件,用于存储之前的状态信息。
根据存储器的工作方式,时序逻辑电路可分为反馈型和计数型两种基本类型。
一、时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路是一种具有记忆功能的电路,其输出不仅取决于当前的输入,还与之前的输入状态有关。
这种电路通常由组合逻辑电路和存储器两部分组成。
组合逻辑电路用于实现逻辑功能,而存储器则用于存储之前的输入状态。
时序逻辑电路的特点包括以下几个方面:状态寄存器:时序逻辑电路中包含一个或多个状态寄存器,用于存储当前的状态信息。
状态寄存器能够将当前的输入状态转化为输出状态,同时将输出状态反馈回组合逻辑电路的输入端。
记忆功能:时序逻辑电路具有记忆功能,能够对之前的输入状态进行保存。
这种记忆功能可以用于实现各种复杂的逻辑功能,如计数器、序列检测器等。
反馈回路:时序逻辑电路中存在反馈回路,即将输出状态反馈回组合逻辑电路的输入端。
这种反馈机制使得时序逻辑电路具有动态特性,能够根据之前的输入状态和当前的输入状态产生不同的输出状态。
逻辑门:时序逻辑电路中的组合逻辑部分通常由各种逻辑门组成,如与门、或门、非门等。
这些逻辑门用于实现不同的逻辑功能,如运算、比较、控制等。
二、时序逻辑电路的类型根据存储器的工作方式,时序逻辑电路可分为反馈型和计数型两种基本类型。
反馈型时序逻辑电路:在反馈型时序逻辑电路中,输出状态会反馈回组合逻辑电路的输入端,并通过与当前输入进行运算产生新的输出状态。
这种类型的时序逻辑电路通常用于实现各种控制功能,如定时器、振荡器等。
计数型时序逻辑电路:在计数型时序逻辑电路中,输出状态会随着时间的变化而自动更新。
这种类型的时序逻辑电路通常用于实现计数器、分频器、序列检测器等应用。
三、时序逻辑电路的设计方法设计时序逻辑电路的方法包括以下步骤:定义输入和输出:首先确定时序逻辑电路的输入和输出信号,包括时钟信号、数据输入信号、控制信号等。
第7章 时序逻辑电路7.1 概述时序电路在任何时刻的稳定输出,不仅与该时刻的输入信号有关,而且还与电路原来的状态有关。
图7.1.1 时序逻辑电路的结构框图2、时序电路的分类 (1) 根据时钟分类同步时序电路中,各个触发器的时钟脉冲相同,即电路中有一个统一的时钟脉冲,每来一个时钟脉冲,电路的状态只改变一次。
异步时序电路中,各个触发器的时钟脉冲不同,即电路中没有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化,电路状态改变时,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。
(2)根据输出分类米利型时序电路的输出不仅与现态有关,而且还决定于电路当前的输入。
穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态,与电路当前的输入无关;或者根本就不存在独立设置的输出,而以电路的状态直接作为输出。
7.2 时序逻辑电路的分析方法时序电路的分析步骤:电路图 时钟方程、输出方程、驱动方程 状态方程 计算 状态表(状态图、时序图) 判断电路逻辑功能 分析电路能否自启动。
7.2.1 同步时序电路的分析方法 分析举例:[例7.2.1]7.2.2 异步时序电路的分析方法 分析举例:[例7.2.3] 7.3 计数器概念:在数字电路中,能够记忆输入脉冲CP 个数的电路称为计数器。
计数器累计输入脉冲的最大数目称为计数器的“模”,用M 表示。
计数器的“模”实际上为电路的有效状态。
计数器的应用:计数、定时、分频及进行数字运算等。
计数器的分类:(1)按计数器中触发器翻转是否同步分:异步计数器、同步计数器。
(2)按计数进制分:二进制计数器、十进制计数器、N 进制计数器。
(3)按计数增减分:加法计数器、减法计数器、加/减法计数器。
7.3.1 异步计数器X X Y 1Y m输入输出一、异步二进制计数器1、异步二进制加法计数器分析图7.3.1 由JK触发器组成的4位异步二进制加法计数器。
分析方法:由逻辑图到波形图(所有JK触发器均构成为T/触发器的形式,且后一级触发器的时钟脉冲是前一级触发器的输出Q),再由波形图到状态表,进而分析出其逻辑功能。
时序逻辑电路名词解释一、时序逻辑电路名词解释所谓时序电路,是指各个元器件的时间参数与电路的工作状态之间存在着有机联系的电路。
可以用分立元件组成的各种实用电路来模拟电子电路中常见的时序关系。
二、时序逻辑电路的组成和特点1。
多谐振荡器:根据周期性排列的规律,在每个周期内有个谐振点,并按此排列规律而形成的多谐振荡器称为多谐振荡器。
2。
由“多谐振荡器”构成的电路:根据“多谐振荡器”的特点,利用与非门和或非门将“多谐振荡器”接成不同的电路。
3。
“石英晶体振荡器”的特点: 1)稳定性高; 2)频率特性好;3)工作范围宽; 4)石英晶体发生器电路的简化。
石英晶体振荡器包括下面几部分:输入回路、反馈网络、放大器、振荡电路及整流、滤波、稳压电路等。
石英晶体振荡器是利用单片石英晶体调节某些电容,使它的电压与频率跟随变化,从而产生出变化的电信号。
为了提高石英晶体振荡器的品质因数,要求负载电阻R_0和电容c_0较小。
4。
存储器: 1)存储器有存储信息的功能,只需少量电能就能保持所存储的信息。
它主要由存储单元和控制单元两部分组成。
2)用单一的半导体材料制成,具有记忆功能。
3)结构简单,体积小。
4)需要电源激励工作。
5)只读存储器。
4。
集成逻辑电路:是一种由许多单独的半导体器件组成的具有专门功能的集成电路。
这些半导体器件包括:门电路、触发器、存储器和微处理器。
1)复合逻辑电路:由“触发器”和“门电路”组成的一种逻辑电路。
2) TTL电路:由双极型三极管和逻辑门构成的一种逻辑电路。
3) CMOS电路:由双极型三极管和逻辑门构成的一种逻辑电路。
4) MIS电路:由“双极型三极管”和“逻辑门”构成的一种逻辑电路。
5)混合逻辑电路:由“门电路”和“触发器”构成的一种逻辑电路。
6) TTL电路加上高阻器后称为TTL集成逻辑电路。
7)将两个或更多的TTL电路加上高阻器后称为TTL门电路。
8)将两个或更多的CMOS电路加上高阻器后称为CMOS集成逻辑电路。