,第5章 时序逻辑电路,本章教学基本要求,要知道：时序逻辑电路、驱动方程、状态方程、状态图、状态表的概念；分析时序逻辑电路的方法；集成时序逻辑电路器件功能表的读法。 会分析：单向、双向及循环移位寄存器的逻辑功能；同步和异步二进制、十进制、N进制及各种可逆计数器的工作原理。 要熟悉：常用中规模计数器的应用方法；中规模集成移位寄存器的应用方法。,5.1 概述,时序逻辑电路一般由组合逻辑电路和存储电路组成，如图5-1-1所示。从结构上来说，时序电路有两个特点： 第一，时序电路往往包含组合电路和存储电路两部分，而存储电路是必不可少的。 第二，存储电路输出的状态必须反馈到输入端，与输入信号一起共同决定组合电路的输出。,5.1 概述,时序逻辑电路根据存储电路（即触发器）状态变化的特点，可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。 时序逻辑电路的基本功能电路是计数器和寄存器。,5.2 时序逻辑电路的分析方法,分析时序电路步骤： （1）根据给定的逻辑电路写出其时钟方程、驱动方程、输出方程(驱动方程亦即存储电路中每个触发器输入信号的逻辑函数式)。 （2）求状态方程，即把得到的这些驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出每个触发器的状态方程，从而得到由这些状态方程组成的整个时序电路的状态方程组。 （3）列状态转换表，将输入变量和触发器的现态（初态） 作为输入，次态 和输出变量作为输出，列出状态转换真值表。 （4）画状态转换图 为了以更加形象的方式直观地显示出时序电路的逻辑功能，常常要把状态转换表的内容表示成状态转换图的形式。 （5）画时序图,5.3 寄存器和移位寄存器,5.3.1 寄存器,寄存器用于寄存一组二值代码，它被广泛地用于各类数字系统和数字计算机中。,5.3 寄存器和移位寄存器,5.3.1 寄存器,5.3.2 移位寄存器,移位寄存器不但具有存储代码的功能，而且具有移位功能。所谓移位功能，是指寄存器里存储的代码能在移位指令脉冲的作用下依次左移或右移。,1单向移位寄存器,5.3.2 移位寄存器,5.3.2 移位寄存器,2双向移位寄存器,5.3.3 寄存器应用举例,用双向移位寄存器可构成脉冲序列发生器。其电路连线如图5-3-7所示。,5.4 计数器,计数器是数字系统中应用场合最多的时序电路，它不仅能用于对时钟脉冲个数进行计数，还可以用于分频、定时及进行数字运算等。,5.4.1 异步计数器 1异步二进制加法计数器,5.4 计数器,5.4.1 异步计数器 2异步二进制减法计数器,5.4 计数器,5.4.1 异步计数器 3异步十进制计数器,5.4.2 同步计数器,目前生产的同步计数器芯片基本上分为二进制和十进制两种。 1同步二进制加法计数器,5.4.2 同步计数器,2同步二进制减法计数器,5.4.2 同步计数器,3同步二进制可逆计数器,5.4.2 同步计数器,4同步十进制计数器 图5-4-14所示电路是用 T 触发器组成的同步十进制加法计数器电路,5.4.2 同步计数器,5集成同步计数器,5.4.2 同步计数器,5.4.3 N 进制计数器,1由触发器构成的 N 进制计数器 n 个触发器可构成模为 的二进制计数器，但如果改变其级联方法，舍去某些状态，就构成了 N 的任意进制计数器，这种方法称为反馈阻塞法。前面介绍的同步十进制计数和异步十进制计数器就是利用这种方法形成的。由有效循环的状态个数 N (模)来确定进制数，N 等于几就是几进制计数器。 2用集成计数器芯片构成的 N 进制计数器 利用集成二进制或集成十进制计数器芯片可以很方便地构成任意进制计数器，采用的方法有两种，一是反馈清零法，另一个是反馈置数法。,5.4.4 移位寄存器型计数器,1环形计数器 能够自启动的4位环形计数器如图5-4-22的形式。环形计数器的优点是所有触发器中只有一个为1（或只有一个为O）进行循环移位，利用Q 端作状态输出不需要加译码器，在CP脉冲的驱动下各Q端轮流出现矩形脉冲，所以也可以作为脉冲分配器。,5.4.4 移位寄存器型计数器,2扭环形计数器 扭环形计数器的特点是它的状态利用率比环形计数器提高一倍。图5-4-25(a)、(b)所示分别为能够自启动的扭环形计数器的逻辑电路及其状态图。,