异步时序电路分析
同步和异步时序逻辑电路的原理
同步和异步时序逻辑电路的原理
同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路是数字电路中常见的两种
设计方式。
同步时序逻辑电路的设计原理是基于时钟信号,即在设计电路中
需要引入一个时钟信号作为同步时序电路的控制信号。
同步电路中各
个逻辑门的输入信号只能在时钟上升沿之前稳定,而在时钟上升沿后,所有逻辑门输出信号也都会变成稳定的。
同步电路的时钟控制能够确
保电路的正确性,并且在同步时序电路中,设计师只需要考虑时序问题,简化了设计流程。
异步时序逻辑电路则没有时钟信号控制。
其设计原理是基于信号
的时序间隔,该电路中每一个逻辑门的输入信号在数学“连续性”的
要求下改变其状态,没有同步电路中严格的时钟同步。
异步电路跨越
时序间隔的时间存在一定的延迟,需要设计者考虑信号传播的速度和
稳定性等问题,所以相对来说设计复杂度较高。
综上所述,同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路分别适用于不
同的应用场景,设计时需要根据具体情况进行选择。
异步时序逻辑电路的分析与设计
异步时序逻辑电路的分析与设计异步时序逻辑电路是一种基于信号的到达时间和时序性的电路设计方法。
与同步时序逻辑电路不同,异步时序逻辑电路中的数据传输和处理不依赖于时钟信号,而是根据输入信号的到达顺序和时序关系来进行操作。
本文将详细介绍异步时序逻辑电路的分析与设计。
异步时序逻辑电路的分析主要包括信号流图的建立和状态表的推导。
首先,通过对输入信号的时序关系进行分析和理解,可以根据具体应用需求建立信号流图。
信号流图是一种图形化表示方式,其中包含了电路中信号的流动方式以及各个元件的逻辑功能。
在建立信号流图时,需要注意信号的输入和输出时间以及逻辑功能的实现方式,这是实现异步时序逻辑电路的关键。
在信号流图的基础上,可以根据信号的到达先后顺序推导状态表。
状态表是对电路中每个元件当前状态和下一状态的描述。
通过观察信号流图,可以确定每个元件在不同状态下的输出值,并利用这些信息进行状态表的推导。
在状态表中,可以列出元件的当前状态和下一状态的取值,并根据逻辑功能的要求来确定元件的控制信号。
异步时序逻辑电路的设计主要涉及到逻辑电路元件的选择和电路的优化。
在异步时序逻辑电路中,常用的逻辑电路元件包括触发器、门电路和编码器等。
根据实际需求,可以选择不同类型的逻辑电路元件来实现电路的逻辑功能。
在设计时,需要注意减少电路的延迟和功耗,提高电路的性能和可靠性。
可以通过选择低延迟的元件、合理布局电路和优化信号传输路径等方式来减小电路的延迟。
另外,可以采用时序检测和冗余检测等方法来增加电路的可靠性。
除了分析和设计,测试和验证是异步时序逻辑电路设计中的重要环节。
可以利用仿真软件对电路进行测试和验证,以确保电路的正确性和性能。
通过仿真可以观察电路的输入输出关系,检测是否存在冲突或错误,并进行合理的调整和优化。
总结起来,异步时序逻辑电路的分析与设计涉及到信号流图的建立、状态表的推导、元件的选择和电路的优化等方面。
通过合理的分析和设计,可以实现复杂的时序逻辑功能,并提高电路的性能和可靠性。
同步时序逻辑电路和异步时序逻辑
同步时序逻辑电路和异步时序逻辑
同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路的区别:
1、时钟信号不同
在同步时序逻辑电路中有一个公共的时钟信号,电路中各记忆元件受它统一控制,只有在该时钟信号到来时,记忆元件的状态才能发生变化,从而使时序电路的输出发生变化,而且每来一个时钟信号,记忆元件的状态和电路输出状态才能改变一次。
由于异步电路没有统一的时钟,状态变化的时刻是不稳定的,通常输入信号只在电路处于稳定状态时才发生变化。
2、触发器的状态是否变化
同步时序电路中几乎所有的时序逻辑都是“同步逻辑”,有一个“时钟”信号,所有的内部内存('内部状态')只会在时钟的边沿时候改变。
异步时序逻辑电路分析时,还需考略各触发器的时钟信号,当某触发器时钟有效信号到来时,该触发器状态按状态方程进行改变,而无时钟有效信号到来时,该触发器状态将保持原有的状态不变。
参考内容:
同步逻辑最主要的优点:
是它很简单。
每一个电路里的运算必须要在时钟的两个脉冲之间固定的间隔内完成,称为一个'时钟周期'。
只有在这个条件满足下(不考虑其他的某些细节),电路才能保证是可靠的。
同步逻辑缺点:
时钟信号必须要分布到电路上的每一个触发器。
而时钟通常都是高频率的信号,这会导致功率的消耗,也就是产生热量。
即使每个触发器没有做任何的事情,也会消耗少量的能量,因此会导致废热产生。
最大的可能时钟频率是由电路中最慢的逻辑路径决定,也就是关键路径。
意思就是说每个逻辑的运算,从最简单的到最复杂的,都要在每一个时脉的周期中完成。
同步和异步时序电路的优缺点
同步和异步时序电路的优缺点同步和异步时序电路是数字电路中常见的两种时序电路设计方式。
它们各自有着优点和缺点,下面将对它们进行详细分析。
同步时序电路是指所有触发器的时钟信号均来自于一个公共的时钟源。
它的优点主要体现在以下几个方面:1. 同步时序电路具有较高的可靠性。
由于所有触发器的时钟信号都是同一个源,因此它们的状态变化是同步的,能够保证各个部分之间的数据传输是有序的,减少了数据的丢失和错误。
2. 同步时序电路具有较低的功耗。
由于所有触发器的时钟信号是同步的,它们的工作时间是重叠的,可以减少部分触发器的工作时间,从而降低功耗。
3. 同步时序电路具有较好的抗干扰能力。
由于时钟信号是统一的,它们在传输过程中对噪声和干扰的容忍度较高,能够有效地抵抗外界干扰。
然而,同步时序电路也存在一些缺点:1. 同步时序电路的设计复杂度较高。
由于所有触发器都需要受到时钟信号的控制,需要进行精确的时序设计和时钟分配,增加了设计的难度和复杂度。
2. 同步时序电路的时钟频率有限。
由于时钟信号需要在整个电路中传输,当电路规模较大时,时钟信号的传输延迟会增加,从而限制了时钟频率的提高。
异步时序电路是指触发器的时钟信号不是来自公共的时钟源,而是根据输入信号的变化进行触发。
它的优点主要体现在以下几个方面:1. 异步时序电路具有较高的灵活性。
由于不受统一的时钟信号控制,可以根据输入信号的变化进行触发,灵活性更强,适用于复杂的数据交互和处理。
2. 异步时序电路的时钟频率不受限制。
由于时钟信号的触发是根据输入信号的变化进行的,不受统一时钟信号的传输延迟影响,因此可以实现较高的时钟频率。
3. 异步时序电路具有较低的延迟。
由于触发信号的传输不需要等待统一的时钟源,因此可以减少延迟,提高电路的响应速度。
然而,异步时序电路也存在一些缺点:1. 异步时序电路的设计复杂度较高。
由于触发信号的变化需要根据输入信号的变化进行触发,需要进行复杂的时序设计和状态分析,增加了设计的难度和复杂度。
同步时序逻辑电路与异步时序逻辑电路的区别
同步时序逻辑电路与异步时序逻辑电路的区别组合逻辑电路和时序逻辑电路都是数字电路,组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别体现在输入输出关系、有无存储(记忆)单元、结构特点上。
本文主要介绍了组合逻辑电路和时序逻辑电路比较,以及组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别是什么。
组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别体现在输入输出关系、有无存储(记忆)单元、结构特点上。
1、输入输出关系组合逻辑电路是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原来的状态无关。
时序逻辑电路是不仅仅取决于当前的输入信号,而且还取决于电路原来的状态,或者说,还与以前的输入有关。
2、有没有存储(记忆)单元3、结构特点女团逻辑电路只是涵盖了电路,但是时序逻辑电路涵盖了女团逻辑电路+存储电路,输入状态必须意见反馈至女团电路的输出端的,与输出信号共同同意女团逻辑的输入。
常用组合逻辑电路——算术运算电路1、半加器两个数a、b相加,只求本位之和,暂不管低位送来的进位数,称之为“半加”。
顺利完成半提功能的逻辑电路叫做半加器。
实际并作二进制乘法时,两个加数通常都不能就是一位,因而不考量低位位次的半加器就是无法解决问题的。
2、全加器两数相乘,不仅考量本位之和,而且也考量低位去的入位数,称作“全加”。
同时实现这一功能的逻辑电路叫做全加器。
3、四位串行加法器如t。
优点:电路直观、相连接便利。
缺点:运算速度不低。
最低位的排序,必须要到所有低位依此运算完结,送去位次信号之后就可以展开。
为了提升运算速度,可以使用全面性位次方式。
4、超前进位加法器所谓全面性位次,就是在作乘法运算时,各位数的位次信号由输出的二进制数轻易产生。
同步和异步时序电路的优缺点
同步和异步时序电路的优缺点同步和异步时序电路是数字电路中常用的两种时序控制方式。
它们在实际应用中各有优缺点,下面将分别进行介绍。
同步时序电路是指所有时序元件使用的是同一个时钟信号,各个元件在时钟的上升沿或下降沿进行状态转换。
同步时序电路具有以下优点:1. 稳定性好:同步时序电路中所有元件都受到同一个时钟信号的控制,因此元件之间的状态转换是有规律可循的。
这样可以避免由于信号传输延迟等原因引起的不稳定性问题。
2. 可靠性高:同步时序电路中的状态转换是在时钟信号的控制下进行的,所有元件在同一个时刻进行状态转换,因此不会出现因为某个元件状态转换出错而导致整个系统功能失效的情况。
3. 设计灵活性强:同步时序电路中的各个元件之间是通过时钟信号进行同步的,因此可以方便地对系统进行扩展和修改,只需要调整时钟信号的频率或者引入新的时钟信号即可。
然而,同步时序电路也存在一些缺点:1. 时钟频率限制:同步时序电路中所有元件都受到同一个时钟信号的控制,因此时钟频率的选择对整个系统的性能有很大影响。
如果时钟频率过高,会增加系统的功耗和成本;如果时钟频率过低,会降低系统的运行速度。
2. 时钟分配问题:当系统中的元件数量较多时,会出现时钟信号的分配问题。
由于时钟信号需要同时传输到各个元件,因此会增加布线的复杂度和功耗。
异步时序电路是指各个时序元件的状态转换不依赖于统一的时钟信号,而是根据元件自身的输入信号进行控制。
异步时序电路具有以下优点:1. 灵活性强:由于异步时序电路不依赖于统一的时钟信号,因此每个元件的状态转换可以根据需要进行调整,提供了更大的设计灵活性。
2. 节约功耗:异步时序电路只有在需要进行状态转换时才会进行,而不是像同步时序电路那样在每一个时钟周期都进行状态转换。
这样可以节约功耗,提高系统的能效。
3. 抗干扰能力强:由于异步时序电路中各个元件的状态转换不依赖于统一的时钟信号,因此可以减少由于干扰信号对时钟信号的影响,提高系统的抗干扰能力。
同步和异步时序电路的优缺点
同步和异步时序电路的优缺点同步和异步时序电路是数字电路中常用的两种设计方式,它们各有优缺点。
本文将从多个方面对它们进行比较和分析。
一、定义同步时序电路是指电路中所有时钟信号都是同一源头产生的,各部分的动作按照时钟的上升或下降沿进行同步,从而保证各部分的操作是有序的。
异步时序电路则是各个部分之间没有时钟信号的统一,它们的操作完全依靠事件的发生和完成。
二、优点比较1. 稳定性:同步时序电路由于所有操作都在时钟信号的控制下进行,因此具有很好的稳定性。
而异步时序电路则容易受到外部干扰的影响,稳定性较差。
2. 同步性:同步时序电路的各个部分操作是按照统一的时钟信号进行同步的,因此各部分之间的数据传输更加可靠,不容易出现数据丢失或错误。
而异步时序电路的各部分操作是依靠事件的发生和完成,因此数据传输的同步性较差,容易出现数据错误。
3. 设计复杂度:同步时序电路的设计相对简单,因为所有操作都是按照时钟信号同步进行的。
而异步时序电路的设计较为复杂,因为需要考虑事件的发生和完成的时序问题。
4. 可扩展性:同步时序电路由于时钟信号的统一,可以很方便地进行扩展,增加新的模块或功能。
而异步时序电路则需要考虑各个事件之间的时序关系,扩展性较差。
三、缺点比较1. 延迟:同步时序电路在时钟信号的作用下,各部分操作是按照统一的时序进行的,因此会有一定的延迟。
而异步时序电路的各部分操作是依靠事件的发生和完成,因此延迟较小。
2. 功耗:同步时序电路由于所有操作都在时钟信号的控制下进行,因此会有一定的功耗。
而异步时序电路的各部分操作是依靠事件的发生和完成,因此功耗较低。
3. 灵活性:同步时序电路的各部分操作是按照统一的时钟信号进行同步的,因此灵活性较差,不容易适应复杂的场景。
而异步时序电路的各部分操作是依靠事件的发生和完成,因此灵活性较好,可以适应各种复杂的场景。
同步和异步时序电路各有优缺点,选择使用哪种方式需要根据具体的应用场景来决定。
第6章 异步时序逻辑电路
(2)求各触发器的次态方程。
Q0 Q1 Q2
n 1
(3)作状态转换表。
次态 Q2n+1Q1n+1Q0n+1 时钟脉冲 CP1 CP0,2
Q2 Q0 Q1 Q 2Q1Q0
n 1
现态 Q2Q1Q0
n 1
CP Q0 1
(4)作状态转换图
Q1Q0
000 001 010 011 100 010
x 1 1 1 1 1 1 1 1
现态 y3y2y1 000 001 010 011 100 101 110 111
激励函数 C3 T3 C2 T2 C1 T1 0 0 0 1 0 0 0 1 d d d 1 d d d 1 0 1 0 1 0 1 0 1 d 1 d 1 d 1 d 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
n
(x由1→0时此式有效) (xQ1由1→0时此式有效)
n 1
(3)作时序图
CP2
Q2 Z
(4)作状态转换表。
现态 Q2Q1 次态 Q2n+1Q1n+1 输入 x
00 01 11
0 1 0
1 1 0
(5)作状态转换图
Q1Q0 /Z
三进制计数器 计数达到3时, Z输出“1”。
00
/1
01 /1
/0
R1 x3 x2 y2
S 2 x2 y 2 y1
输入 x1x2x3
100 100 100 100 010 010 010 010 001 001 001 001
S1 x1
现态 y2 y1
00 01 10 11 00 01 10 11 00 01 10 11
异步时序逻辑电路的分析知识
Q n1 n1
1
0
00 0
001
0
0
1
00 1
011
0
1
0
01 0
001
0
1
1
01 1
111
1
0
0
10 0
100
0
0
0
10 1
100
0
0
1
11 0
100
0
1
0
11 1
100
0
1
1
状态图
Q2n
Q1n Q0n
cp cp cp Q Q n1 2
Q n1
1
n1 0
2
1
0
000 0 0 1 0 0 1
001 0 1 1 0 1 0
010 0 0 1 0 1 1
011 1 1 1 1 0 0
100 1 0 0 0 0 0
101 1 0 0 0 0 1
110 1 0 0 0 1 0
111 1 0 0 0 1 1
Q2Q1Q0
000
001
101
100
4、拟定逻辑功能
011
电路是一种异步五进制加计数电路。
010
110
111
Q 2
CLK
Q Q Q Q CLK (Q Q Q )CLK
01
2
01
2
状态方程
Q n+1 Q ncp Q n cp
0
0
0
0
0
Q n+1 Q ncp Q n cp
1
1
1
1
1
Q n+1 Q ncp Q n cp
异步时序逻辑电路的分析知识
寄存器的工作原理
寄存器是由多个触发器组成的组合逻辑电路,能 够存储多位二进制信息。
寄存器在时钟脉冲的驱动下,将输入信号依次存 储在触发器中,实现数据的串行输入和输出。
寄存器具有并入、并出、串入、串出等多种工作 模式,可根据实际需求进行选择。
异步时序逻辑电路的设计步骤
01
确定电路的功能需求和性能参数。
总结词
状态方程是描述电路状态转换关系的数学模型,通过解状态方程可以得出电路的输出和状态转移规律 。
详细描述
状态方程是一个非线性方程组,描述了电路的状态变量和输入变量之间的关系。通过解状态方程,可 以得出电路的输出和状态转移规律,进而分析电路的逻辑功能和性能指标。
波形图分析法
总结词
波形图是一种直观的表示方法,可以 描述电路的输入输出信号随时间的变 化情况。
异步时序逻辑电路 的分析知识
contents
目录
• 异步时序逻辑电路的基本概念 • 异步时序逻辑电路的分析方法 • 异步时序逻辑电路的设计原理 • 异步时序逻辑电路的实例分析
01
CATALOGUE
异步时序逻辑电路的基本概念
定义与特点
定义:异步时序逻辑电路是一种数字电 路,其状态变化依赖于输入信号的改变 ,而不是统一的时钟信号。
详细描述
复杂异步时序逻辑电路包含多个触发器和记忆元件,这些元件之间相互作用,实现更复 杂的逻辑功能。状态转换图用于描述电路的状态转换过程和逻辑功能,通过分析状态转
换图可以确定电路的逻辑功能和性能。
实例三:实际应用中的异步时序逻辑电路分析
总结词
实际应用中的异步时序逻辑电路具有广泛的 应用领域,如计算机、通信、自动化等。
异步时序逻辑电路的应用场景
同步和异步时序电路的优缺点
同步和异步时序电路的优缺点同步和异步时序电路是数字电路中常见的两种时序电路设计方式。
它们在实际应用中各有优缺点,下面将分别从多个方面进行介绍。
1. 同步时序电路的优点:同步时序电路是指各个触发器在同一个时钟脉冲的控制下进行状态转换的电路。
它的优点如下:① 稳定性好:同步电路中所有触发器的状态转换都是在时钟脉冲控制下进行的,时钟脉冲的上升沿或下降沿可以视为触发器的稳定边沿,因此同步电路具有较好的稳定性。
② 设计灵活:同步电路中的各个触发器在同一个时钟信号的控制下进行状态转换,因此可以根据时钟信号的频率和相位来控制触发器的工作,从而达到灵活设计的目的。
③ 抗噪声干扰:时钟信号在同步电路中可以视为一个同步信号,它的上升沿或下降沿可以作为触发器的稳定边沿。
同步电路中的触发器在同步信号的控制下进行状态转换,可以有效抑制噪声干扰,提高系统的抗干扰能力。
2. 同步时序电路的缺点:同步时序电路也存在一些缺点,主要包括以下几个方面:① 设计复杂:同步电路中的各个触发器需要在同一个时钟信号的控制下进行状态转换,因此需要进行时序分析和时序设计,这增加了电路设计的复杂性。
② 延迟较大:同步电路中的触发器都是在同一个时钟脉冲的控制下进行状态转换,因此触发器之间存在一定的时序延迟,这对于一些对时延要求较高的应用场景可能不太适用。
③ 对时钟信号要求高:同步电路中的触发器需要受到时钟信号的同步控制,因此对时钟信号的频率和相位有较高的要求,这对时钟信号的稳定性和可靠性提出了一定的要求。
3. 异步时序电路的优点:异步时序电路是指各个触发器在不依赖于时钟脉冲的控制下进行状态转换的电路。
它的优点如下:① 灵活性好:异步电路中的触发器不依赖于时钟脉冲的控制,可以根据输入信号的变化情况进行状态转换,因此具有较好的灵活性。
② 延迟较小:异步电路中的触发器不受时钟信号的控制,状态转换更加及时,因此延迟较小,适用于对时延要求较高的应用场景。
③ 设计简单:异步电路中的触发器不需要进行时序分析和时序设计,设计较为简单。
和异步时序逻辑电路的不同之处
和异步时序逻辑电路的不同之处1. 定义异步时序逻辑电路是指电路中各功能部件的时钟信号没有统一的节拍,而是根据某些条件来触发;而同步时序逻辑电路则是在整个电路中有统一的时钟信号,所有的功能模块都是在时钟的节拍下同步工作。
2. 时钟信号在异步时序逻辑电路中,各个功能部件的时钟信号并不是统一的,每个部件的工作时间是不固定的,根据输入信号的变化来触发工作;而在同步时序逻辑电路中,所有的功能部件都是在统一的时钟信号下工作,保证了各个部件的同步性。
3. 电路实现异步时序逻辑电路常常使用逻辑门、触发器等基本元件实现,由于时序关系复杂,往往需要通过状态机等辅助逻辑来实现功能;而同步时序逻辑电路由于有统一的时钟信号,可以很好地利用触发器和寄存器等元件来实现,降低了复杂度。
4. 时序关系在异步时序逻辑电路中,不同功能部件之间的时序关系往往是不固定的,根据输入信号的变化来触发工作,导致了复杂的时序关系;而在同步时序逻辑电路中,由于统一的时钟信号,各个功能部件之间的时序关系是固定的,便于设计和分析。
5. 稳定性由于异步时序逻辑电路中各功能部件的时钟信号不统一,容易出现稳定性和可靠性的问题,如时序噪声、时钟抖动等;而同步时序逻辑电路由于统一的时钟信号,相对稳定可靠,降低了设计的难度。
6. 设计难度由于异步时序逻辑电路中时序关系复杂,各功能部件的工作时间不固定,设计难度较大;而同步时序逻辑电路由于统一的时钟信号,时序关系固定,设计难度相对较小。
7. 总结异步时序逻辑电路和同步时序逻辑电路在定义、时钟信号、电路实现、时序关系、稳定性和设计难度等方面都存在明显的不同。
在实际应用中,需要根据具体的需求和性能要求来选择合适的时序逻辑电路,以保证电路的稳定性和可靠性。
在继续对异步时序逻辑电路和同步时序逻辑电路的不同之处进行深入扩展之前,我们需要对两者的实际应用进行进一步了解,以便更全面地分析它们的差异。
实际应用中,同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路各有其优缺点,我们需要根据具体的设计需求和性能要求来选择合适的时序逻辑电路。
异步时序逻辑电路和同步时序逻辑电路的不同之处在于
异步时序逻辑电路和同步时序逻辑电路的不
同之处在于
异步时序逻辑电路和同步时序逻辑电路是两种不同的时序逻辑电路,它们不仅应用于电子电路中,也能应用在计算机系统中。
异步时序逻辑电路和同步时序逻辑电路两者之间存在着许多不同之处。
首先,异步时序逻辑电路是一种非同步逻辑电路,它没有固定的时序规则,可以根据电路的输入条件来触发电路重新设计,其工作起来更为灵活,但是由于没有固定的时序规则,使得异步时序逻辑电路速度较慢。
另一方面,同步时序逻辑电路是一种同步逻辑电路,它拥有严格的时序规则,每个电路的时序状态都有一定的变化规律,速度较快,但是限制较多,需要更为精确的设计。
总之,异步时序逻辑电路和同步时序逻辑电路是两者之间最大的区别,它们本质上都适用于控制电路,但各有利弊。
应根据实际背景选择合适的时序逻辑电路。
3_异步时序逻辑电路的分析方法(略)
/0
00
11
/0
/1
01
10
/0
画时序图
本继页续完
时序逻辑电路的分析方法
二、异步时序逻辑电路的 分析
(1)写出各逻辑方程式 (2)写出状态表 (3)画出状态图 (4)画出时序图(波形图)
波形图既可以根据状态表也可以利用 状态图绘出,本例利用状态表绘波形图。
当Q1Q0=10时,Z=0
Q1n Q0n CP0 CP1 Q1n+1Q0n+1/Z
FF0的Q0端决定,只有当Q0 输出为上升沿时(即Q0从0跳
变为(11的)写瞬出间)名,逻FF辑1才工作。
方程式
本继页续完
时序逻辑电路的分析方法
二、异设步初时态序为逻00辑电路的 分析
(1)写出各逻辑方程式 (2)写出状态表
当CP0上升沿时
Q1n Q0n CP0 CP1 Q1n+1Q0n+1/Z
00 01
10
0 10
11
Q0
Q1
各触发器的时钟逻辑方程
CP0=CP FF0(上升沿触发) CP1=Q0 FF1(Q0上升沿触发)
输出方程
Z=Q1nQ0n 各触发器的次态方程
列表 Q0n+1=Qn0
Q1n+1=Qn1
CP时有效 Q0时有效
本继页续完
时序逻辑电路的分析方法
二、异步设初时态序为逻11辑电路的 分析
当Q1Q0=11时,Z=1
Q1n Q0n CP0 CP1 Q1n+1Q0n+1/Z
00
1 10
01
0 00
10
0 10
11
1 01
CP
Q0 0 Q1 0 Z0
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C = Q2
模5异步加 异步加 法计数器
时钟信号 进位输出 clk2 clk1 clk0 C 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0
异步时序电路分析 例1: :
FF0 1J C1 1K RD Q' 0 计数脉冲 “1”
CLK
Q0 “1”
FF1
FF2 C
Q2 Q1 1J 1J C1 C1 1K RD Q' 1K RD Q' 2 1 “1”
(1) 时钟方程 (2) 驱动方程
clk0 = clk 2 = CLK clk1 = Q 0
J 0 = Q′ K 0 = 1 2,
(1) 时钟方程
clk 0 = clk 0 clk1 = clk 3 = Q 0 clk 2 = Q1
J0 = K0 = 1 J 1 = Q′ K 1 = 1 3 , J2 = K2 = 1
(3) 输出方程
C = Q 0Q 3
(2) 驱动方程
J 3 = Q 2 Q 1 ,K 3 = 1
异步时序电路分析 例2: :
异步时序电路分析 例2: :
(7) 状态转换图
/0 1110 1111 /1 0000 /1 Q3Q2Q1Q0 1001 /0 /0 /C 1000 0111 /0 0110 /0 0101 /0 0001 /0 0010 /0 0011 /0 0100 /0 /0 /1 /1 1101 1011 /0 1010
(3) 输出方程
C = Q2
J1 = K 1 = 1 J 2 = Q 0Q1 , K 2 = 1
异步时序电路分析 例1: :
(4) 特性方程 (5) 状态方程
当时钟脉冲 跳变沿 到来时, 到来时,方程成立 无时钟, 无时钟,保持原态
Q* = ( JQ′ K′ )CLK + Q
Q* = ( J 0Q′ K′ 0 ) clk0 = ( Q′ ′CLK 0 0 + 0Q 2Q 0 )
异步时序电路分析 例1: :
CLK 0 Q0 0 Q1 0 Q2 0 C 0 t 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 t 0 1 t t t
(7) 时序图 设初态 为: 000
(8) 逻辑功能: 逻辑功能:
电路为一模5异步计数器 电路为一模 异步计数器
异步时序电路分析 例2: :
Q* = ( J 1Q′ K′ 1 ) clk1 = Q′ 1 1 1 + 1Q 1clk
Q * = ( J ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱQ′ K′ 2 ) clk 2 = (Q′ 1Q 0 )CLK 2 2 + 2Q 2Q
J 0 = Q′ K 0 = 1 2,
J1 = K 1 = 1 J 2 = Q 0Q1 , K 2 = 1
Q* = ( J 3Q′ K′ 3 ) clk 3 = Q1Q2Q′lk 3 3 3 + 3Q 3c
J0 = K0 = 1 J 1 = Q′ K 1 = 1 3 , J2 = K2 = 1
J 3 = Q 2 Q 1 ,K 3 = 1
Q* = Q′lk 0 0 0c 异步时序电路分析 Q* = (Q′ ′ lk1 3Q 1 )c 1 例2:Q*(6) 状态转换表 : 2 = Q′ 2 2 clk 触发器状态 计数脉冲 * Q 3c clk 3 = Q1Q2Q′lk 3
0
clk 010异步加 clk 0 模 =异步加 clk法计数器= Q 0 1 = clk 3 clk 2 = Q1
时钟信号
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Q3 Q2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0
Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
异步时序电路分析 例1: (6) 状态转换表 :
“1”表示有时钟跳变沿 表示有 表示 表示无 表示 “0”表示无时钟跳变沿
Q* = ( J 0Q′ K′ 0 ) clk0 = ( Q′ ′CLK 0 0 + 0Q 2Q 0 ) Q* = ( J 1Q′ K′ 1 ) clk1 = Q′ 1 1 1 + 1Q 1clk Q * = ( J 2Q′ K′ 2 ) clk 2 = (Q′ 1Q 0 )CLK 2 2 + 2Q 2Q
(4) 特性方程 (5) 状态方程 Q* = ( J 0Q′ K′ 0 ) clk0 = Q′lk 0 0 0 + 0Q 0c
当时钟脉冲 跳变沿 到来时, 到来时,方程成立 无时钟, 无时钟,保持原态
Q* = ( JQ′ K′ )CLK + Q
Q* = ( J 1Q′ K′ 1 ) clk1 = (Q′ ′ lk1 3Q 1 )c 1 1 + 1Q Q * = ( J 2Q′ K′ 2 ) clk 2 = Q′lk 2 2 2 + 2Q 2c
Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
clk3 clk2 clk1 clk0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1
进位输出 C
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1100
(8) 逻辑功能: 电路为一模 异步计数器 逻辑功能: 电路为一模10异步计数器
Q* = Q′lk 0 0 0c Q* = (Q′ ′ lk1 3Q 1 )c 1
Q * = Q′lk 2 2 2c Q* = Q1Q2Q′lk 3 3 3c
clk 0 = clk 0 clk1 = clk 3 = Q 0 clk 2 = Q1