数电6章时序逻辑电路的分析与设计

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1、6时序逻辑电路的分析与设计6.1时序逻辑电路及其分类念6.2时序逻辑电路状态的描述6.4时序逻辑电路的设计方法学习要点时序电路的分析方法和设计方法6.3时序逻辑电路的分析方法1在数字电路中，凡是任一时刻的稳定输出不仅决定于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关者，都叫做时序逻辑电路，简称时序电路。时序电路必然具有记忆功能，因而组成时序电路的基本单元是触发器。6.1时序逻辑电路及其分类念6.1.1时序逻辑电路26.1.1时序逻辑电路组合电路存储电路X1XiZ1ZjQ1QrY1Yr…………输入输出……基本结构及特点时序电

2、路的特点:(1)含有具有记忆元件（触发器）。(2)具有反馈通道。36.1.2时序逻辑电路的分类同步时序电路异步时序电路存储电路内所有触发器的CP端都接同一时钟脉冲源。所有触发器的状态变化与时钟脉冲同步。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。同步时序电路的速度高于异步时序电路。4时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态图、时序图和逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。特性方程：描述触发器逻辑功能的逻辑表达

3、式。驱动方程：（激励方程）触发器输入信号的逻辑表达式。时钟方程：控制时钟CP的逻辑表达式。状态方程：（次态方程）次态输出的逻辑表达式。驱动方程代入特性方程得状态方程。输出方程：输出变量的逻辑表达式。6.2时序逻辑状态的描述1.逻辑方程组5输出方程状态方程激励方程组合电路存储电路X1XiZ1ZjQ1QrY1Yr…………输入输出……62.状态（真值）表：表明输出Y、次态Qn+1与输入X、现态Qn逻辑关系的表格。3.状态图：4.时序（波形）图表明状态转换规律及相应输入、输出取值关系的图形。时序逻辑电路的工作波形图。7解：CP

4、Q例1特性方程：驱动方程：状态方程：波形图：1K1JC1QQCP8特性方程：驱动方程：时钟方程：状态方程：由状态方程画波形图：例2解：R1DC1Q1Q1C1K1JC1Q2RQ2BACP9Q2Q1CPABCR1DC1Q1Q1C1K1JC1Q2RQ2BACP10由两级触发器构成的时序电路如图所示，请画出Q1、Q2的波形。JQKQRDQQRCP“1”IQ1Q2CLR例311Q1Q2CPCLRI1.驱动方程J=K=I，D=Q12.状态方程Q2n+1=D=Q1n3.根据状态方程画时序图：解：12时序电路用状态图和状态表描述时序逻

5、辑问题“11”序列脉冲检测器当连续输入两个或两个以上的1时，输出为1，否则为0。YX例4001011100110000011000113①确定状态：S0—没有1输入的状态S1—已经输入1个1以后的状态S2—已经输入2个或2个以上1以后的状态。②状态转换条件：X/Y③状态图：解：1/11/00/00/01/10/0S0S1S214现态Qn次态Qn+1/输出Y输入XS0S1S2S0/0S1/0S0/0S2/1S0/0S2/101状态真值表：XQnQn+1Y0S00S10S21S01S11S2S00S00S00S10S21S

6、21处在现态Qn的时序电路，当输入为X时，该电路将进入输出为Y的次态Qn+1。④状态表：156.2时序逻辑电路的分析方法电路图特性方程、时钟方程、驱动方程、输出方程。状态方程状态图判断电路逻辑功能1235时序电路的分析步骤：4状态表或时序图16输出方程：驱动方程：1写方程式T触发器的特性方程：例1Q0FF0FF1CPYQ11TC1&=1X11TC1172求状态方程将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：183计算，列状态表输入现态次态输出XQ1Q0Q1Q0Y0000100011000101100110011001

7、1010100011001011110119画时序图XCPQ0Q1Y2045电路功能由状态图可以看出，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→…画状态图100100110/10/01/01/10/0状态图CPXQ0Q1Y时序图当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。进(借)位标志1/00/01/021YQ

8、1Q1Q2Q21JC11K1JC11K1JC11K&Q0Q0FF0FF1FF2CP时钟方程：输出方程：输出仅与电路现态有关同步时序电路的时钟方程可省去不写。驱动方程：1写方程式例2222求状态方程JK触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入特性方程，得电路的状态方程：233列状态表或画时序图0000010100111001011