数字电子技术
内容
双稳态元件
同步时序电路的分析方法
寄存器
计数器
时序电路概述
第四章第四章 同步时序电路的分析同步时序电路的分析
4 同步时序电路的分析
数字电子技术
同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法
根据逻辑电路图得到反映时序电路工作特性的
状态表及状态图。因此，分析工作从组合逻辑的
分析着手，一般步骤如下：
同步时序电路的分析
时序电路的分析 P161
列出激励函数及输出函数表达式： ⑴
根据触发器的次态方程得到各个状态的次态方程⑵
激励函数 = G( 输入，现态 )
Mealy型输出 = F( 输入，现态 )
Moore型输出 = F( 现态 )
次态 = Q( 输入，现态 )
数字电子技术同步时序电路的分析
时序电路的分析
根据状态变量的次态方程填写二进制状态表⑶
根据输出表达式填写输出值到二进制状态表，
从而得到二进制状态输出表
⑷
每一个状态分配一个字母状态名，从而得到状
态输出表
⑸
根据状态输出表，画出状态图⑹
电路特性描述，确定电路的逻辑功能⑺
数字电子技术
同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法
同步时序电路的分析
例1
1
1
1
＆
＆
＆
＆
＆
≥1
≥1
D Q
Q
CLK
D Q
Q
CLK
＆x
CLK
x
Q0
Q0
Q1
Q1
Q1
Q0
ZD0
D1
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
分
析
图
示
电
路
的
特
性
数字电子技术
例例1 1 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
同步时序电路的分析
列出激励函数及输出函数表达式： ⑴
根据触发器的次态方程得到各个状态的次态方程⑵
由 D 触发器的次态方程：
可得： 代入 D0 、D1 表达式得：
Q n+1 = D
数字电子技术
例例1 1 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
同步时序电路的分析
填写二进制状态表，见表（a）⑶
填写二进制状态输出表，见表（b）⑷
写出状态输出表⑸ 设 00 = A，01 = B，10 = C
，11 = D，则得到表（c）
数字电子技术
例例1 1 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
同步时序电路的分析
根据状态输出表画出状态图，见图（a）⑹
电路特性描述⑺
由状态图可知，当输入出现四个“1”时，输出为 1 ，换句话说，就是对
输入 1 进行计数，当计数到 4 时，输出为 1 ，并且重新开始下一次计数
B
D C
A
1/0
1/0
1/0
1/1
0/0
0/0
0/0
0/0
图（a）
数字电子技术
同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法
同步时序电路的分析
例2 分析图示电路的特性
列出激励函数及输出函数表达式： ⑴
输出仅与电路现态有关，为
穆尔型时序电路。
驱动方程
输出方程
数字电子技术
例例2 2 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
列出激励函数及输出函数表达式： ⑴
根据触发器的次态方程得到各个状态的次态方程⑵
由 JK 触发器的次态方程：
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程
数字电子技术同步时序电路的分析
填写二进制状态表及输出表⑶
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 1
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 0
0
0
0
0
1
1
0
0
数字电子技术
例例2 2 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
同步时序电路的分析
根据状态输出表画出状态图，见图（a） （b）⑷
电路特性描述⑸
有效循环的6个状态分别是6个十进制数字的格雷码，并且在时钟脉冲CP
的作用下，这6个状态是按规律变化的，即：
000→001→011→111→110→100→000→…
所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。当对第6个脉冲计
数时，计数器又重新从000开始计数，并产生输出Y＝1
数字电子技术
同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法
同步时序电路的分析
例3 分析图示电路的特性
列出激励函数及输出函数表达式： ⑴
输出与输入有关，为米里型
时序电路
驱动方程
输出方程
数字电子技术
例例3 3 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
列出激励函数及输出函数表达式： ⑴
根据触发器的次态方程得到各个状态的次态方程⑵
由 T 触发器的次态方程：
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程
同步时序电路的分析
数字电子技术同步时序电路的分析
填写二进制状态表及输出表⑶
数字电子技术
例例3 3 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
同步时序电路的分析
根据状态输出表画出状态图，见图（a）⑷
电路特性描述⑸
由状态图可以看出，当输入X ＝0时，
在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状
态按递增规律循环变化，即：
00→01→10→11→00→…
当X＝1时，在时钟脉冲CP的作用下，
电路的4个状态按递减规律循环变化，
即：
00→11→10→01→00→…
可见，该电路既具有递增计数功能，又具有递减
计数功能，是一个2位二进制同步可逆计数器
数字电子技术
同步时序电路的分析方法同步时序电路的分析方法
同步时序电路的分析
例4 分析图示电路的特性P161
列出激励函数及输出函数表达式： ⑴
驱动方程
输出方程
数字电子技术
例例4 4 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
列出激励函数及输出函数表达式： ⑴
根据触发器的次态方程得到各个状态的次态方程⑵
由 JK 触发器的次态方程：
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程
同步时序电路的分析
数字电子技术同步时序电路的分析
填写二进制状态表及输出表⑶
0000 0101 1010 1111
00 01/01/11 10/010/0 11/011/0 00/000/0
11 11/011/0 00/000/0 01/001/0 10/10/11
例例4 4 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
数字电子技术同步时序电路的分析
例例4 4 同步时序电路的分析步骤同步时序电路的分析步骤
根据状态输出表画出状态图⑷
电路特性描述⑸
可见，该电路既具有递增计数功能，又具有递减
计数功能，是一个2位二进制同步可逆计数器
由状态图可以看出，当输入A ＝0时，
在时钟脉冲CP的作用下，电路的4个状
态按递增规律循环变化，即：
00→01→10→11→00→…
当A＝1时，在时钟脉冲CP的作用下，
电路的4个状态按递减规律循环变化，
即：
00→11→10→01→00→…
数字电子技术
内容
双稳态元件
同步时序电路的分析方法
寄存器
计数器
时序电路概述
第四章第四章 同步时序电路的分析同步时序电路的分析
4 同步时序电路的分析
数字电子技术
寄存器寄存器
根据在数字电路中，用来存放二进制数据或代码
的电路称为寄存器。
寄存器
寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成
的。一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位
二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。
按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和
移位寄存器两大类。
数字电子技术
寄存器寄存器
寄存器
基本寄存器只能并行送入数据，需要时也只能并
行输出。
移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次
逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，
也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串
行输出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也
很广。
数字电子技术
1 基本寄存器
时序电路概述时序电路概述
寄存器
单拍工作方式基本寄存器
无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数控制时钟脉冲CP
上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D0～D3，就立即被
送入进寄存器中，即有：
由于一步完成了送数工作，故称为单拍工作方式
数字电子技术
2 移位寄存器
寄存器
单向移位寄存器
并行输出
4位右移
移位寄存器
时钟方程：
驱动方程：
状态方程：
⑴
数字电子技术
2 移位寄存器 单向移位寄存器⑴
数字电子技术
2 移位寄存器 并行输出4位左移移位寄存器
时钟方程：
驱动方程：
状态方程：
数字电子技术
2 移位寄存器
数字电子技术
2 移位寄存器
单向移位寄存器具有以下主要特点：
单向移位寄存器中的数码，在CP脉冲操作下，可以依
次右移或左移
①
n位单向移位寄存器可以寄存n位二进制代码。n个CP
脉冲即可完成串行输入工作，此后可从Q0～Qn-1端获得并
行的n位二进制数码，再用n个CP脉冲又可实现串行输出
操作
②
若串行输入端状态为0，则n个CP脉冲后，寄存器便被
清零
③
数字电子技术
双向移位寄存器⑵
M=0时右移 M=1时左移
数字电子技术
内容
双稳态元件
同步时序电路的分析方法
寄存器
计数器
时序电路概述
第四章第四章 同步时序电路的分析同步时序电路的分析
4 同步时序电路的分析
数字电子技术
计数器计数器
计数器
在数字电路中，能够记忆输入脉冲个数的电路称为计数器
计
数
器
二进制计数器
十进制计数器
N进制计数器
加法计数器
同步计数器
异步计数器
减法计数器
可逆计数器
加法计数器
减法计数器
可逆计数器
二进制计数器
十进制计数器
N进制计数器
·
·
·
·
·
·
数字电子技术计数器
1 二进制计数器
同步二进制加法计数器⑴
驱动方程 输出方程
数字电子技术计数器
二进制加法计数器
状态方程
⑴
数字电子技术
状态表
数字电子技术计数器
二进制加法计数器
状态图
⑴
数字电子技术计数器
推广到n位二进制同步加法计数器
驱动方程
输出方程
二进制加法计数器 ⑴
数字电子技术计数器
1 二进制计数器
同步二进制减法计数器⑵
驱动方程 输出方程
数字电子技术计数器
二进制减法计数器
状态方程
⑵
数字电子技术
状态表
数字电子技术计数器
二进制减法计数器
状态图
⑵
数字电子技术计数器
推广到n位二进制同步减法计数器
驱动方程
输出方程
二进制减法计数器 ⑵
数字电子技术计数器
1 二进制计数器
同步二进制可逆计数器⑶
设用U/D表示加减控制信号，且U/D＝0时作加计数，U/D ＝1时作减计数，
则把二进制同步加法计数器的驱动方程和U/D相与，把减法计数器的驱动方
程和U/D相与，再把二者相加，便可得到二进制同步可逆计数器的驱动方程。
数字电子技术计数器
⑶
驱动方程
输出方程
同步二进制可逆计数器
数字电子技术计数器
2 十进制计数器
同步十进制加法计数器⑴
驱动方程 输出方程
数字电子技术计数器
十进制加法计数器
状态方程
⑴
数字电子技术
状态表
数字电子技术计数器
十进制加法计数器
状态图
⑴
数字电子技术计数器
2 十进制计数器
同步十进制减法计数器⑵
驱动方程
输出方程
数字电子技术计数器
十进制减法计数器
状态方程
⑵
数字电子技术
状态表
数字电子技术计数器
十进制减法计数器
状态图
⑵
