數(shù)字電路康華光5版教案

6.2

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

時序邏輯電路的分析時序邏輯電路分析的任務：分析時序邏輯電路在輸入信號的作用下，其狀態(tài)和輸出信號變化的規(guī)律，進而確定電路的邏輯功能。分析過程的主要表現(xiàn)形式:時序電路的邏輯能是由其狀態(tài)和輸出信號的變化的規(guī)律呈現(xiàn)出來的。所以,分析過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、觸發(fā)器的類型等根據(jù)給定的時序電路圖,寫出下列各邏輯方程式：(１)輸出方程；(２)各觸發(fā)器的激勵方程;（3）狀態(tài)方程:

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

同步時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T

觸發(fā)器組成的同步時序電路。(2)

根據(jù)電路列出三個方程組Y=AQ1Q0輸出方程組:激勵方程組:T0=AT1=AQ0將激勵方程組代入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)

畫出時序圖(6)邏輯功能分析觀察狀態(tài)圖和時序圖可知，電路是一個由信號A控制的可控二進制計數(shù)器。當A=0時停止計數(shù)，電路狀態(tài)保持不變；當A=1時，在CP上升沿到來后電路狀態(tài)值加1，一旦計數(shù)到11狀態(tài)，Y輸出1，且電路狀態(tài)將在下一個CP上升沿回到00。輸出信號Y的下降沿可用于觸發(fā)進位操作。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JK觸發(fā)器組成的莫爾型同步時序電路。2.寫出下列各邏輯方程式：輸出方程Y=Q2Q1激勵方程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)轉換表，畫出狀態(tài)轉換圖和波形圖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0011000101

10電路進行加1計數(shù)X=1時11

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

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

Q=

Dn

+1100D2

=

QnD1

=

Qnn

nD

=

Q

1

Q

0激勵方程組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。從時序圖可看出，電路正常工作時，各觸發(fā)器的Q端輪流出現(xiàn)一個寬度為一個CP周期脈沖信號,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