时序电路的分析

4 分析同步时序逻辑电路的号、触发器的类型等
2. 根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式： (１) 输出方程； (２) 各触发器的激励方程; （3）状态方程: 将每个触发器的驱动方程代入其特性 方程得状态方程. 3.列出状态转换表或画出状态图和波形图； ４.确定电路的逻辑功能.
4 同步时序逻辑电路分析举例
例1 分析下图所示的同步时序电路。
&
1D CP ＞C1 FF0
Q0
1D ＞C1 FF1 Z0
Q1
1D ＞C1 FF2 Z1
Q2
Qn 1 D
Q0
Q1
Q2
Z2
1.根据电路列出逻辑方程组: 输出方程组 Z0=Q0 Z1=Q1 激励方程组
D0
n n Q1 Q0 n D1 Q 0 n D 2 Q1
输出方程
Y ( Q0 Q1 ) A
激励方程组 D 0 ( Q 0 Q1 ) A
D1 Q0 A
状态方程组
n 1 Q1 D
1D C1 FF1
Y
n 1 n n Q0 ( Q0 Q1 )A
n1 n Q1 Q0 A
2 状态表
反映时序逻辑电路的输出Y、次态Qn+1和电路的输入 A、现态Qn 间对应取值关系的表格称为状态表。 状态表
Q Q
00
01
n 1
n 0
n1 Q1n1Q0 /Y
A=0
A=1 10/0
00/0
0 0/ 1 00/1
01/0 11/0
01/0
10 11
0 0/ 1
读法：处于现态Qn的时序电路，当输入为A时，该电路将进入输出 为Y的次态Qn+1
3 状态图
根据状态表画出状态图 0/0
状态表
n1 Q1n1Q0 /Y
时序电路概述
时序电路的特点 时序电路的分类 时序电路逻辑功能表示常用方法 时序逻辑电路的分析
1 时序逻辑电路的特点
时序电路的一般化模型
I i j 组合 电路 k m E 存储电路 S O
(1) 结构特征: *电路由组合电路和存储电路组成。 *电路存在反馈。 (2) 工作特征：时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态 不仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。
011
110
100
010
101
111
Q2Q1Q0
3. 画出时序图
CP Q0 Q1 Q2 TCP
4、逻辑功能分析 由状态图可见，电路的有效状态是三位循环码。 从时序图可看出，电路正常工作时，各触发器的Q端轮流出现 一个宽度为一个CP周期脉冲信号,循环周期为3TCP。电路的功能 为脉冲分配器或节拍脉冲产生器。
1.写出各逻辑方程： n K 0 Q2 驱动方程：J0=1
n J1 Q2
n K1 Q0
n n n n n Q0n 1 J0 Q0 K0Q0 Q0 Q2 Q0
Q1
n 1
∧
1J C1
1J C1
1
∧
∧
n n J1Q1 K1Q1n Q2nQ1n Q0 Q1
n
J 2 Q1n
000 001 010 011 100 101 110 111
001 010 100 110 001 010 100 110
3. 画出状态图 状态表
n n1 n Q2 Q1 Q 0
n1 n+1 n1 Q2 Q1 Q0
000
001
000 001 010 011 100 101 110 111
001 010 100 110 001 010 100 110
K2 Q1n
n n Q2n1 J2 Q2 K2Q2 Q1n
2.列出状态表如表所示。 3.画出状态图及波形图如图所示。
CP 0 1 2 3 4 5 Q2 Q1 Q0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0
Q 2Q 1 Q 0 000 101 011 110 111
异步： 没有统一的时钟脉冲或没有时钟脉冲，电路 的状态更新不是同时发生的。
时序电路
X “ 1” CP 1J
Q1
=1 1J
Q2
& Z CP 1D
＞
1D Q0 Q0
＞
＞C1
1K FF 1 Q1
＞ C1
1K FF 2 Q2 & Y
FF0
FF1
Q1 Q1
3 时序电路功能的表达方法
1. 逻辑方程组
A ≥1 & D0 1D C1 FF0 & CP & 1 D1 Q1 Q1 Q0 Q0
输出方程:
激励方程:
O＝f1(I，S)
表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式 E＝f2(I，S) 表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式 Sn+1＝f3(E，Sn) 表达存储电路从现态到次态的转换关系式
I i j 组合 电路 k m E 存储电路 S O
状态方程 :
2 时序逻辑电路的分类
(1)异步时序电路与同步时序电路 同步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源， 它们的状态在同一时刻更新。
Z2=Q2
将激励方程代入D 触发器的特性方程得状态方程
Q n 1 D
得状态方程
n1 Q0
状态表
n n1 n Q2 Q1 Q 0
n1 n+1 n1 Q2 Q1 Q0
D0
n n Q1 Q0
n1 n Q1 D1 Q 0 n1 n Q2 D 2 Q1
2.列出其状态表
1/0 0/1
01
Q Q
n 1
n 0
00
A=0 00/0
A=1 10/0 01/0 11/0 01/0
10
00 01 10 11
0 0/ 1 00/1
0 0/ 1
1/0
0/1 1/0
0/1 1/0
11
4. 时序图
根据状态表画出波形图 状态表
QQ
00 01 10 11
n 1
n 0
Q Q /Y
A=0 00/0 0 0/ 1 00/1 0 0/ 1 A=1 10/0 01/0 11/0 01/0
CP Q0 Q1 Q2
4.由以上分析可见，此电路在5个状态之间循环，是同步五进 制计数器。
练习1： 分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特 性方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。
练习2： 分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特性 方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。
练习3： 分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特性 方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。
CP
000 001
Q0 Q1 Q2
TCP
011
110
100
010
101
111
Q2Q1Q0
例 2 试分析图题所示的计数器电路。写出它的驱动方程、状 态方程，列出状态转换真值表和状态图，画出时序波形图，说 明是几进制计数器。
Q2 Q1 Q0
FF 2
1J C1
1K R
FF 1
1K R
FF 0
1K R Rd CP
n1 n1 1 0
CP
A
Q0
Q1 Y
时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的
4 时序逻辑电路的分析
时序逻辑电路分析的任务： 分析时序逻辑电路在输入信号的作用下，其状态和输出 信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。 分析过程的主要表现形式: 时序电路的逻辑能是由其状态和输出信号的变化的规律呈现 出来的。所以,分析过程主要是列出电路状态表或画出状态图、 工作波形图。