數(shù)字電路康華光5版教案

6.2

時(shí)序邏輯電路的分析分析同步時(shí)序邏輯電路的一般步驟同步時(shí)序邏輯電路分析舉例6.2

時(shí)序邏輯電路的分析時(shí)序邏輯電路分析的任務(wù)：分析時(shí)序邏輯電路在輸入信號(hào)的作用下，其狀態(tài)和輸出信號(hào)變化的規(guī)律，進(jìn)而確定電路的邏輯功能。分析過(guò)程的主要表現(xiàn)形式:時(shí)序電路的邏輯能是由其狀態(tài)和輸出信號(hào)的變化的規(guī)律呈現(xiàn)出來(lái)的。所以,分析過(guò)程主要是列出電路狀態(tài)表或畫出狀態(tài)圖、工作波形圖。6.2.1

分析同步時(shí)序邏輯電路的一般步驟:４.確定電路的邏輯功能.3.列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或畫出狀態(tài)圖和波形圖；了解電路的組成：電路的輸入、輸出信號(hào)、觸發(fā)器的類型等根據(jù)給定的時(shí)序電路圖,寫出下列各邏輯方程式：(１)輸出方程；(２)各觸發(fā)器的激勵(lì)方程;（3）狀態(tài)方程:

將每個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程代入其特性方程得狀態(tài)方程.例1試分析如圖所示時(shí)序電路的邏輯功能。6.2.2

同步時(shí)序邏輯電路分析舉例T0Q0Q0ACP1TC1T1Q1Q11TC1&FF0FF1Y&G1G2解：

(1)了解電路組成。電路是由兩個(gè)T

觸發(fā)器組成的同步時(shí)序電路。(2)

根據(jù)電路列出三個(gè)方程組Y=AQ1Q0輸出方程組:激勵(lì)方程組:T0=AT1=AQ0將激勵(lì)方程組代入T觸發(fā)器的特性方程得狀態(tài)方程組Qn+1

=

T

ˉ

Qn

=

TQn

+

TQnQn+1

=

A

ˉ

Qn0

0Qn+1

=

(

AQn

)

ˉ

Qn1

0

1(3)根據(jù)狀態(tài)方程組和輸出方程列出狀態(tài)表Qn+1

=

A

ˉ

Qn0

0Qn+1

=

(

AQ

n

)

ˉ

Qn1

0

1Y

=A

Q1Q0QnQn1

0Qn+1Qn+1

/

Y1

0A=0A=10

00

0

/

00

1

/

00

10

1

/

01

0

/

01

01

0

/

01

1

/

01

11

1

/

00

0

/

1(4)

畫出狀態(tài)圖QnQn1

0Qn+1Qn+1

/

Y1

0A=0A=10

00

0

/

00

1

/

00

10

1

/

01

0

/

01

01

0

/

01

1

/

01

11

1

/

00

0

/

11/11/0010011101/01/00/00/00/00/0Q1Q0A/YCPAQ0Q11234567891Y①②QnQn1

0Qn+1Qn+1

/

Y1

0A=0A=10

00

0

/

00

1

/

00

10

1

/

01

0

/

01

01

0

/

01

1

/

01

11

1

/

00

0

/

1(5)

畫出時(shí)序圖(6)邏輯功能分析觀察狀態(tài)圖和時(shí)序圖可知，電路是一個(gè)由信號(hào)A控制的可控二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)A=0時(shí)停止計(jì)數(shù)，電路狀態(tài)保持不變；當(dāng)A=1時(shí)，在CP上升沿到來(lái)后電路狀態(tài)值加1，一旦計(jì)數(shù)到11狀態(tài)，Y輸出1，且電路狀態(tài)將在下一個(gè)CP上升沿回到00。輸出信號(hào)Y的下降沿可用于觸發(fā)進(jìn)位操作。1/10100

1/011101/01/00/00/00/00/0Q1Q0A/YCPAQ0Q11

2

3

4

5

6

7

8

9

1Y①②例2試分析如圖所示時(shí)序電路的邏輯功能。1J＞C1K1J＞C1K=1Q1X“1”CPQ2Y&Q2Q1FF1FF2J

=K

=X

ˉ

Q2

2

1解：

1.了解電路組成。電路是由兩個(gè)JK觸發(fā)器組成的莫爾型同步時(shí)序電路。2.寫出下列各邏輯方程式：輸出方程Y=Q2Q1激勵(lì)方程J1=K1=1Qn+1

=1

Q

n

+

1

Qn

=

Qn1

1

1

12Qn

+1=

X

ˉ

Q

n

ˉ

Q

n1

2Qn+1

=

JQn

+

KQnJ2=K2=X

ˉ

Q1J1=K1=1Qn+1

=

JQn

+

KQn將激勵(lì)方程代入JK觸發(fā)器的特性方程得狀態(tài)方程2QnQn+1

=

X

ˉ

Qn2

1Q

n

+X

ˉ

Q

n2

1整理得：FF2FF13.列出其狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖Qn+1

=

Qn1

12

1

2n+1Q

=

X

ˉ

Qn

ˉ

QnY=Q

Q2

1

狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

QnQn2

1Qn+1Qn+1

/

Y2

1X=0X=10001

/

011

/

00110

/

000

/

01011

/

001

/

01100

/

110

/

1狀態(tài)圖0/00/10/00/0X/YQ2Q11/01/01/1001101101/0Qn

n2

Q1Qn+1Qn+1

/

Y2

1X=0

X=10

0

0 1

/

0

1 1

/

00

1

1 0

/

0

0 0

/

01

0

1 1

/

0

0 1

/

01

1

0 0

/

1

1 0

/

1畫出狀態(tài)圖根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出波形圖。QnQn1

0Qn+1Qn+11

0ZA=0A=10

00

11

100

11

00

001

01

10

101

10

01

01CPAQ0Q1Z1

0

10

1

1001

0

11

1

0Q2Q1X/Y0/01/00/01/01/10/0001101100/1

1/0Q2Q1X=0時(shí)0011000101

10電路進(jìn)行加1計(jì)數(shù)X=1時(shí)11

10電路進(jìn)行減1計(jì)數(shù)。電路功能：可逆計(jì)數(shù)器Y可理解為進(jìn)位或借位端。４.確定電路的邏輯功能.例3

分析下圖所示的同步時(shí)序電路。&CP1DQ0Z10Z0Z2FF2FF1Q2Q1Q0Q2Q11D1D＞C1＞C1＞C1FF

Q=

Dn

+1100D2

=

QnD1

=

Qnn

nD

=

Q

1

Q

0激勵(lì)方程組Z1=Q1Z2=Q21.根據(jù)電路列出邏輯方程組:輸出方程組

Z0=Q0得狀態(tài)方程12

201

100=

Qn=

Qnn

n=

Q

1

Q

0Qn+1

=

DQn+1

=

DQn+1

=

D2.列出其狀態(tài)表將激勵(lì)方程代入D

觸發(fā)器的特性方程得狀態(tài)方程Qn+1

=

DQn

Q

n1Qn2

1

0Q

n+1Q

n+1Q

n+12

1

00

0

00

0

10

0

10

1

00

1

01

0

00

1

11

1

01

0

00

0

11

0

10

1

01

1

01

0

01

1

11

1

0狀態(tài)表3.畫出狀態(tài)圖000001100011010110101111Q2Q1Q0Q

n

Q

n1

Q

n2

1

0Q

n

+1

Q

n

+1

Q

n

+12

1

00

0

00

0

10

0

10

1

00

1

01

0

00

1

11

1

01

0

00

0

11

0

10

1

01

1

01

0

01

1

11

1

0狀態(tài)表3.畫出時(shí)序圖CPQ0TCPQ1Q2由狀態(tài)圖可見，電路的有效狀態(tài)是三位循環(huán)碼。從時(shí)序圖可看出，電路正常工作時(shí)，各觸發(fā)器的Q端輪流出現(xiàn)一個(gè)寬度為一個(gè)CP周期脈沖信號(hào),循環(huán)周期為3TCP。電路的功能為脈沖分配器或節(jié)拍脈沖產(chǎn)生器。CPQ2Q1Q0TCP000001100011010110101111Q