12.1時(shí)序邏輯電路的分析方法（內(nèi)容）

新課內(nèi)容（分鐘）備注PAGE學(xué)年第學(xué)期第頁(yè)12.1時(shí)序邏輯電路的分析方法時(shí)序邏輯電路——電路任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，還與電路的原狀態(tài)有關(guān)。時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)與時(shí)間因素相關(guān)，即時(shí)序電路在任一時(shí)刻的狀態(tài)變量不僅是當(dāng)前輸入信號(hào)的函數(shù)，而且還是電路以前狀態(tài)的函數(shù)，時(shí)序電路的輸出信號(hào)由輸入信號(hào)和電路的狀態(tài)共同決定。時(shí)序電路的結(jié)構(gòu)：1）由組合電路和存儲(chǔ)電路（觸發(fā)器）構(gòu)成；2）觸發(fā)器的狀態(tài)與電路的輸入信號(hào)共同決定了電路的輸出。按照電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況不同，時(shí)序電路分為同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路兩大類(lèi)。同步時(shí)序電路指的是存儲(chǔ)電路里所有觸發(fā)器有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘源，它們的狀態(tài)在同一時(shí)刻更新。異步時(shí)序電路指的是沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖或沒(méi)有時(shí)鐘脈沖，電路的狀態(tài)更新不是同時(shí)發(fā)生的。按照電路中輸出變量是否和輸入變量直接相關(guān)，時(shí)序電路又分為米利（Mealy）型電路和穆?tīng)枺∕oore）型電路。米利型電路的輸出是輸入變量及觸發(fā)器輸出的函數(shù)。而穆?tīng)栃碗娐返碾娐份敵鰞H僅取決于各觸發(fā)器的狀態(tài)，而不受電路當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)影響或沒(méi)有輸入變量。一、一般步驟時(shí)序邏輯電路的分析，就是給定時(shí)序電路，找出該的邏輯功能，即找出在輸入和時(shí)鐘作用下，電路的次態(tài)和輸出。由于同步時(shí)序邏輯電路是在同一時(shí)鐘作用下，故分析比較簡(jiǎn)單些，只要寫(xiě)出電路的驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程和狀態(tài)方程，根據(jù)狀態(tài)方程得到電路的狀態(tài)表或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，就可以得出電路的邏輯功能。1)根據(jù)給定的時(shí)序電路圖寫(xiě)出每個(gè)觸發(fā)器的邏輯方程式，即驅(qū)動(dòng)方程。2)將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得各觸發(fā)器的次態(tài)方程，也就是時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)方程組。3)根據(jù)邏輯圖寫(xiě)出輸出方程，列出該時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或時(shí)序圖。4)根據(jù)電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖說(shuō)明給定時(shí)序邏輯電路的邏輯功能。下面舉例說(shuō)明時(shí)序邏輯電路的具體分析方法。二、同步時(shí)序邏輯電路的分析舉例例12-1-1試分析圖12-2所示的時(shí)序邏輯電路圖12-2例12-1-1的邏輯電路圖解：由于圖12-2為同步時(shí)序邏輯電路，圖中的兩個(gè)觸發(fā)器都接至同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源CP，所以各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程可以不寫(xiě)。1)由邏輯圖可寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)方程。2）寫(xiě)出JK觸發(fā)器的特性方程，然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的狀態(tài)方程組：3）作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)圖。將任何一組輸入變量及電路初態(tài)的值代入狀態(tài)方程和輸出方程，就可以得到電路初態(tài)和次態(tài)下的輸出值。把得到的次態(tài)作為新的初態(tài)，和這時(shí)的輸入變量一起再代入狀態(tài)方程和輸出方程進(jìn)行計(jì)算，可以得到一組新的次態(tài)和輸出值。以此類(lèi)推，將所有的計(jì)算結(jié)果列成表格的形式，就得到了狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。可以看出題目中電路無(wú)輸入邏輯變量，所以電路的次態(tài)和輸出只取決于電路的初態(tài)，設(shè)電路初態(tài)為，代入狀態(tài)方程組可得。再將繼續(xù)代入狀態(tài)方程組進(jìn)行計(jì)算，可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換表為：CP100012011031000無(wú)效1100根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫(huà)出狀態(tài)圖為:Q2Q1Q2Q100111001圖12-3狀態(tài)圖4）畫(huà)時(shí)序波形圖。圖12-4時(shí)序圖5）邏輯功能分析。該電路一共有3個(gè)狀態(tài)00、01、10。按照規(guī)律從00→01→10→00循環(huán)變化，所以得出結(jié)論，這是一個(gè)同步三進(jìn)