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1、会计学1数字数字(shz)逻辑详解逻辑详解第一页，共30页。1.1.时序时序(sh x)(sh x)逻辑电路逻辑电路概述概述n n 时序逻辑电路描述方法时序逻辑电路描述方法时序逻辑电路描述方法时序逻辑电路描述方法n n 时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、逻辑图、状态图、时序图等方式表示，这些表时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、逻辑图、状态图、时序图等方式表示，这些表时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、逻辑图、状态图、时序图等方式表示，这些表时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、逻辑图、状态图、时序图等方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。示方法在本质上
2、是相同的，可以互相转换。示方法在本质上是相同的，可以互相转换。示方法在本质上是相同的，可以互相转换。n n 时序逻辑电路逻辑表达式的三种形式时序逻辑电路逻辑表达式的三种形式时序逻辑电路逻辑表达式的三种形式时序逻辑电路逻辑表达式的三种形式n n输出方程：描述电路输出的逻辑函数式。输出方程：描述电路输出的逻辑函数式。输出方程：描述电路输出的逻辑函数式。输出方程：描述电路输出的逻辑函数式。n n驱动方程：电路中各个触发器输入信号的逻辑函数式。驱动方程：电路中各个触发器输入信号的逻辑函数式。驱动方程：电路中各个触发器输入信号的逻辑函数式。驱动方程：电路中各个触发器输入信号的逻辑函数式。n n状态方程：
3、将触发器输入信号的逻辑函数式代入触发器特性状态方程：将触发器输入信号的逻辑函数式代入触发器特性状态方程：将触发器输入信号的逻辑函数式代入触发器特性状态方程：将触发器输入信号的逻辑函数式代入触发器特性(txng)(txng)(txng)(txng)方程方程方程方程n n 得到的逻辑函数式。得到的逻辑函数式。得到的逻辑函数式。得到的逻辑函数式。第2页/共30页第二页，共30页。时序时序(sh x)逻辑电路概述逻辑电路概述n n 时序逻辑电路的分类（按触发器的动作特点）时序逻辑电路的分类（按触发器的动作特点）时序逻辑电路的分类（按触发器的动作特点）时序逻辑电路的分类（按触发器的动作特点）n n同步时
4、序逻辑电路：同步时序逻辑电路：同步时序逻辑电路：同步时序逻辑电路：n n触发器状态变化在同一时钟信号操作下同时发生。触发器状态变化在同一时钟信号操作下同时发生。触发器状态变化在同一时钟信号操作下同时发生。触发器状态变化在同一时钟信号操作下同时发生。n n异步时序逻辑电路：异步时序逻辑电路：异步时序逻辑电路：异步时序逻辑电路：n n触发器状态的变化不是同时发生。触发器状态的变化不是同时发生。触发器状态的变化不是同时发生。触发器状态的变化不是同时发生。n n 时序逻辑电路的分类（按输出信号的特点）时序逻辑电路的分类（按输出信号的特点）时序逻辑电路的分类（按输出信号的特点）时序逻辑电路的分类（按输出
5、信号的特点）n n米利型电路：米利型电路：米利型电路：米利型电路：n n输出信号由存储输出信号由存储输出信号由存储输出信号由存储(cn ch)(cn ch)(cn ch)(cn ch)电路的初态和输入变量共同决定。电路的初态和输入变量共同决定。电路的初态和输入变量共同决定。电路的初态和输入变量共同决定。n n穆尔型电路：输出信号仅由存储穆尔型电路：输出信号仅由存储穆尔型电路：输出信号仅由存储穆尔型电路：输出信号仅由存储(cn ch)(cn ch)(cn ch)(cn ch)电路的初态决定。电路的初态决定。电路的初态决定。电路的初态决定。第3页/共30页第三页，共30页。2.2.时序逻辑电路时序
6、逻辑电路(lu j din(lu j din l)l)的分析的分析n n 时序电路的分析步骤时序电路的分析步骤时序电路的分析步骤时序电路的分析步骤n n 分析逻辑电路图；分析逻辑电路图；分析逻辑电路图；分析逻辑电路图；n n 写出每个触发器的驱动方程（触发器输入信号的逻辑函数式）；写出每个触发器的驱动方程（触发器输入信号的逻辑函数式）；写出每个触发器的驱动方程（触发器输入信号的逻辑函数式）；写出每个触发器的驱动方程（触发器输入信号的逻辑函数式）；n n 将驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出整个时序电路将驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出整个时序电路将驱动方程代入相应触发器的特性方程，得
7、出整个时序电路将驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出整个时序电路n n 的状态方程组；的状态方程组；的状态方程组；的状态方程组；n n 根据根据根据根据(gnj)(gnj)逻辑图，写出电路输出方程。逻辑图，写出电路输出方程。逻辑图，写出电路输出方程。逻辑图，写出电路输出方程。n n 通过上述分析得到的方程组能够表达出电路功能。通过上述分析得到的方程组能够表达出电路功能。通过上述分析得到的方程组能够表达出电路功能。通过上述分析得到的方程组能够表达出电路功能。n n 为了更进一步描述电路的逻辑功能，还可以列出电路的状态转为了更进一步描述电路的逻辑功能，还可以列出电路的状态转为了更进一步描述电路的
8、逻辑功能，还可以列出电路的状态转为了更进一步描述电路的逻辑功能，还可以列出电路的状态转换表、状态转换图和时序图等来体现时序电路状态转换的全部过程。换表、状态转换图和时序图等来体现时序电路状态转换的全部过程。换表、状态转换图和时序图等来体现时序电路状态转换的全部过程。换表、状态转换图和时序图等来体现时序电路状态转换的全部过程。第4页/共30页第四页，共30页。2.1 2.1 同步时序同步时序(sh x)(sh x)逻逻辑电路分析辑电路分析n n例题例题 分析分析(fnx)(fnx)下图所示电路下图所示电路 YQ1Q1Q2Q21J C11K1J C11K1J C11K&Q0Q0FF0FF1FF2C
9、P时钟方程(fngchng)：输出方程(fngchng)：驱动方程：=nnnnnnQKQJQKQJQKQJ202001011212穆尔型电路穆尔型电路第5页/共30页第五页，共30页。JK JK 触发器的特性触发器的特性(txng)(txng)方程：方程：将将各各触触发发器器的的驱驱动动方方程程(fngchng)代代入入特特性性方方程程(fngchng)，得出电路的状态方程得出电路的状态方程(fngchng)：同步同步同步同步(tngb)(tngb)时序逻辑时序逻辑时序逻辑时序逻辑电路分析电路分析电路分析电路分析=nnnnnnQKQJQKQJQKQJ202001011212第6页/共30页第六
10、页，共30页。0 0 00 0 10 1 11 0 01 1 10 0 10 1 11 1 10 0 01 1 0000001列出状态列出状态(zhungti)转换表转换表1 1 01 0 0第7页/共30页第七页，共30页。画出状态画出状态(zhungti)转换图转换图01011100110001000001001 1 YnnnQQQ0121100101主主循循环环回回路路无效无效(wxio)循环回路循环回路第8页/共30页第八页，共30页。有有效效循循环环的的6 6个个状状态态是是不不相相连连的的格格雷雷码码，在在时时钟钟脉脉冲冲CPCP的的作作用用下下，这这6 6个个状状态态按按如如下下
11、(rxi)(rxi)规规律律循循环环变变化化，即：即：000001011111110100000000001011111110100000 当当对对第第6 6个个脉脉冲冲计计数数时时，本本电电路路又又重重新新从从000000开开始始循循环，并产生输出环，并产生输出Y Y1 1。电路电路电路电路(dinl)(dinl)功能功能功能功能第9页/共30页第九页，共30页。寄存器和计数器n n 寄存器寄存器寄存器寄存器n n 移位移位移位移位(y wi)(y wi)寄存器寄存器寄存器寄存器n n 同步计数器同步计数器同步计数器同步计数器n n N N进制计数器进制计数器进制计数器进制计数器第10页/共
12、30页第十页，共30页。寄存器寄存器寄存器寄存器 寄存器是用以暂存二进制代码的电路。它能实现对数据的接收(jishu)、清零、保存和输出等功能。寄存器主要由触发器和一些控制门组成，结构比较简单。锁存器：电位触发 基本寄存器：边沿触发第11页/共30页第十一页，共30页。四位四位(s wi)锁存器电路图锁存器电路图 锁存器：电位(din wi)触发第12页/共30页第十二页，共30页。无论寄存器中原来的内容是什么，只要(zhyo)送数控制时钟脉冲CP上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D0D3，就立即被送入进寄存器中。寄存器寄存器第13页/共30页第十三页，共30页。移位移位(y wi)(y w
13、i)寄存器寄存器 在时钟(shzhng)信号的控制下，所寄存的数据依次向左（由低位向高位）或向右（由高位向低位）移位的寄存器，称为移位寄存器。根据移位方向的不同，有左移寄存器、右移寄存器和双向移位寄存器之分。第14页/共30页第十四页，共30页。移位移位(y wi)寄存器寄存器 第15页/共30页第十五页，共30页。同步同步(tngb)计数器计数器计数器是计算机和数字系统中常用的电路，其功能是对输入时钟脉冲的个数进行累计，累计满时电路可用它作为下一个动作的开始(kish)标识。计数器电路主要由JK触发器组成。第16页/共30页第十六页，共30页。计数器设计计数器设计(shj)二进制同步加法计数
14、器的设计方法和连接(linji)规律。第一步，列出二进制同步加法计数器状态转换图。第二步，根据状态转换图列出状态表。第三步，根据状态表求状态方程。第四步，选用JK触发器设计，求驱动方程。第五步，根据驱动方程Ji、Ki的表达式，画出计数器的逻辑图。第17页/共30页第十七页，共30页。加法计数器状态加法计数器状态(zhungti)转换图转换图第18页/共30页第十八页，共30页。加法加法加法加法(jif(jif)计数器状态表计数器状态表计数器状态表计数器状态表第19页/共30页第十九页，共30页。根据状态表得出如下根据状态表得出如下根据状态表得出如下根据状态表得出如下(rxi)(rxi)次态方程
15、次态方程次态方程次态方程第20页/共30页第二十页，共30页。变换变换(binhun)上式得出上式得出如下次态方程：如下次态方程：第21页/共30页第二十一页，共30页。计数器的逻辑图。其中计数器的逻辑图。其中计数器的逻辑图。其中计数器的逻辑图。其中C C为输出值，作为为输出值，作为为输出值，作为为输出值，作为(zuwi)(zuwi)计满标识。计满标识。计满标识。计满标识。C=Q2Q1Q0第22页/共30页第二十二页，共30页。计数器集成计数器集成(j chn)(j chn)芯片介绍芯片介绍 n n中规模集成的4位同步二进制计数器74LS161芯片n n它由两部分功能组成(z chn)：n n
16、 寄存器功能n n 计数功能第23页/共30页第二十三页，共30页。4 4位同步位同步位同步位同步(tngb)(tngb)二进制计数器二进制计数器二进制计数器二进制计数器7416174161功能表功能表功能表功能表 第24页/共30页第二十四页，共30页。74LS16174LS161芯片芯片芯片芯片(xn pin)(xn pin)引脚图引脚图引脚图引脚图第25页/共30页第二十五页，共30页。N N进制计数器进制计数器进制计数器进制计数器 n n小于单芯片计数量的N进制计数器 n n例：用同步十六进制计数器74LS161接成同步13进制计数器。n n 解：有两种方法(fngf)：n n (a)
17、置零法，利用异步置零 n n (b)置数法，利用预置数L 第26页/共30页第二十六页，共30页。1313进制计数器连接进制计数器连接进制计数器连接进制计数器连接(linji)(linji)法法法法第27页/共30页第二十七页，共30页。大于单芯片计数量大于单芯片计数量大于单芯片计数量大于单芯片计数量(shling)(shling)(shling)(shling)的的的的N N N N进制计数器（计进制计数器（计进制计数器（计进制计数器（计数器扩展法）数器扩展法）数器扩展法）数器扩展法）n n当要求的当要求的N N进制计数器大于进制计数器大于1616时，就需要用多片时，就需要用多片74LS16174LS161进行进行(jnxng)(jnxng)级联扩展，得到级联扩展，得到N N进制计数器。进制计数器。n n用两片用两片74LS16174LS161计数器接成计数器接成256256进制计数器。进制计数器。第28页/共30页第二十八页，共30页。用两片用两片161161级接扩展级接扩展(kuzhn)(kuzhn)的计数器的计数器 第29页/共30页第二十九页，共30页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第30页/共30页第三十页，共30页。