数字电路技术时序逻辑电路分析总结
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 电路结构上： ① 包含存储电路和组合电路 ② 存储器状态和输入变量共同决定输出
6.1 概 述
二、 时序电路的一般结构形式与功能描述方法
x1
y1
xn
组合逻辑电路
yi
输入信号
q1
z1
输出信号
qk
存储电路
zj
存储电路的 输出信号
Z = G（X，Qn） Qn+1= H（Z，Qn） Y = F（X，Qn）
2. 将驱动方程代入触发器的特性方程，得到触发器状 态
3. 从给定电路写出输出方程
同步时序逻辑电路的分析
分析：找出给定时序电路的逻辑功能
即找出在输入和CP作用下，电路的次态和输出。
一般步骤 ：
4. 若将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状 态方程和输出方程，即可算得电路次态和输出值： 以得到的次态作为新的初态，和这时的输入变量取 值一起，再代入状态方程和输出方程进行计算，又 可得到一组新的次态和输出值。如此继续，将结果 列为真值表形式，便得到状态转换表。
⑤ 画出状态图
状态转换图：更形象表示时序电路的逻辑功能。
→代表转换方向，输入变量取值写出斜线之上，输出 值写在斜线之下。
Q 3Q 2Q 1
代表状态
000 /0
001 /0
/0 010
011
/1
/1
/0
111
110
/0 101
/0 100
同步时序逻辑电路的分析
000 /0
001 /0
/0 010
011
存储电路的 输入信号
驱动方程 状态方程 输出方程
6.1 概 述 三、 时序电路的分类
1、同步时序电路 与 异步时序电路 同步：存储电路中所有触发器的时钟使用统一的 cp, 状 态变化发生在同一时刻 异步：没有统一的 cp, 触发器状态的变化有先有后
2、Mealy型 和 Moore型 Mealy型： Y=F(X, Q) Moore型： Y=F（Q）
与X、Q有关 仅取决于电路状态
6.2 时序逻辑电路分析方法
分析步骤 同步时序逻辑电路分析举例
同步时序逻辑电路的分析
分析：找出给定时序电路的逻辑功能
即找出在输入和CP作用下，电路的次态和输出。
一般步骤 ： 1. 从给定电路写出存储电路中每个触发器的驱动方程 （触发器输入的逻辑式），得到整个电路的驱动方程
第六章 时序逻辑电路
第六章 时序逻辑电路
6.1 概述 6.2 时序逻辑电路的一般分析方法 6.3 若干常用的时序逻辑电路 6.4 时序逻辑电路的设计方法
6.1 概 述 一、 时序逻辑电路特点
1. 功能上：任何一个时刻的输出状态不仅取决于该时刻的输入
信号，还与电路原来的状态有关。
例如： 串行加法器，两个多位数由高到低依次相加。
Q2n+1= 0 • 1 + 0 • 0 • 1=1
Q3n+1= 0 • 1 • 0 + 1 • 0=0 如此继续，依次得到100，101，110，000，又返回最初设定的初态， 列出其状态转换表。若电路初态为111，代入方程得：
Q3Q2Q1=000，Y=1
同步时序逻辑电路的分析
④ 写出状态转换表
/1
/1
/0
111
110
/0 101
/0 100
每经过七个时钟触发脉冲以后输出端 Y从低电平跳变为高电平， 且电路的状态循环一次。
若电路初态为111，代入方程得： Q3Q2Q1=000，Y=1 ，经一个 CP作用后仍能进入有效状态，这叫计数器具有自启动能力。
逻辑功能： 电路具有对时钟信号进行计数的功能，且计数容量 等于七，称为七进制计数器。
同步时序逻辑电路的分析
分析：找出给定时序电路的逻辑功能 即找出在输入和CP作用下，电路的次态和输出。 一般步骤 ：
5. 根据状态转换表，画出状态转换图。
例1 1J C1F1 1 1K
Q1 &
1J
Q2
F2 C1
1K
1J
Q3 &
1
Y
F3
33
C1
1K
CPቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
① 写电路的驱动方程： J1=Q2nQ3n ，K1=1
状态转换表
Qn3 Qn2 Qn1 Qn+13Qn+12Qn+11 Y 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 1 00 0 1 0 0 1 10 0 1 1 1 0 00 1 0 0 1 0 10 1 0 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 1 1 0 0 01
同步时序逻辑电路的分析
例1
1J F1
C1
1 1K
Q1 &
1J
Q2
F2 C1
1K
1J
Q3 &
1
Y
F3
33
C1
1K
CP
① 写电路的驱动方程：
② 写出输出方程为
J1=Q2nQ3n ，K1=1 J2=Q1n ，K2=Q1n Q3n
Y=Q2Q3
J3=Q1n Q2n ，K3=Q2n ③ 代入JK触发器的特征方程 Qn1JQnKQn中，得状态方程为：
时序图：
同步时序逻辑电路的分析
在时钟脉冲序列作用下电路状态，输出状态随时间变化的波形图叫 做时序图。 C P
Y=0 • 0=0
Q3n+1= 0 • 0 • 0 + 0 • 0=0 又以100为初态，代入得
Q1n+1= 0 • 0 • 1 =0 Q2n+1= 1• 0 + 1 • 0 • 0=1
Q3n+1= 1 • 0 • 0 + 0 • 0=0
再以010为初态，代入得 Q1n+1= 1 • 0 • 0 =0 • 0=1
Q1n+1=Q2Q3 Q1 Q2n+1=Q1 Q2 + Q1Q3 Q2 Q3n+1=Q1Q2Q3 + Q2Q3
例题中电路无输入变量，次态和输出只取决于电路的初态，设初态 为Q3Q2Q1=000，代入其状态方程及输出方程，得：
Q1n+1= 0 • 0 • 0 =1 • 1=1
Q2n+1= 0 • 0 + 0 • 0 • 0=0
J2=Q1n ，K2=Q1n Q3n
J3=Q1n Q2n ，K3=Q2n
② 写出输出方程为 Y=Q2Q3
同步时序逻辑电路的分析
③ 写出状态转换表
状态转换表
Qn3 Qn2 Qn1 J1 k1 J2 k2 J3 K3 Qn+13Qn+12Qn+11 Y 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 10 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 00 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 10 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 00 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 10 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 00 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 01 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 01
6.1 概 述
二、 时序电路的一般结构形式与功能描述方法
x1
y1
xn
组合逻辑电路
yi
输入信号
q1
z1
输出信号
qk
存储电路
zj
存储电路的 输出信号
Z = G（X，Qn） Qn+1= H（Z，Qn） Y = F（X，Qn）
2. 将驱动方程代入触发器的特性方程，得到触发器状 态
3. 从给定电路写出输出方程
同步时序逻辑电路的分析
分析：找出给定时序电路的逻辑功能
即找出在输入和CP作用下，电路的次态和输出。
一般步骤 ：
4. 若将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状 态方程和输出方程，即可算得电路次态和输出值： 以得到的次态作为新的初态，和这时的输入变量取 值一起，再代入状态方程和输出方程进行计算，又 可得到一组新的次态和输出值。如此继续，将结果 列为真值表形式，便得到状态转换表。
⑤ 画出状态图
状态转换图：更形象表示时序电路的逻辑功能。
→代表转换方向，输入变量取值写出斜线之上，输出 值写在斜线之下。
Q 3Q 2Q 1
代表状态
000 /0
001 /0
/0 010
011
/1
/1
/0
111
110
/0 101
/0 100
同步时序逻辑电路的分析
000 /0
001 /0
/0 010
011
存储电路的 输入信号
驱动方程 状态方程 输出方程
6.1 概 述 三、 时序电路的分类
1、同步时序电路 与 异步时序电路 同步：存储电路中所有触发器的时钟使用统一的 cp, 状 态变化发生在同一时刻 异步：没有统一的 cp, 触发器状态的变化有先有后
2、Mealy型 和 Moore型 Mealy型： Y=F(X, Q) Moore型： Y=F（Q）
与X、Q有关 仅取决于电路状态
6.2 时序逻辑电路分析方法
分析步骤 同步时序逻辑电路分析举例
同步时序逻辑电路的分析
分析：找出给定时序电路的逻辑功能
即找出在输入和CP作用下，电路的次态和输出。
一般步骤 ： 1. 从给定电路写出存储电路中每个触发器的驱动方程 （触发器输入的逻辑式），得到整个电路的驱动方程
第六章 时序逻辑电路
第六章 时序逻辑电路
6.1 概述 6.2 时序逻辑电路的一般分析方法 6.3 若干常用的时序逻辑电路 6.4 时序逻辑电路的设计方法
6.1 概 述 一、 时序逻辑电路特点
1. 功能上：任何一个时刻的输出状态不仅取决于该时刻的输入
信号，还与电路原来的状态有关。
例如： 串行加法器，两个多位数由高到低依次相加。
Q2n+1= 0 • 1 + 0 • 0 • 1=1
Q3n+1= 0 • 1 • 0 + 1 • 0=0 如此继续，依次得到100，101，110，000，又返回最初设定的初态， 列出其状态转换表。若电路初态为111，代入方程得：
Q3Q2Q1=000，Y=1
同步时序逻辑电路的分析
④ 写出状态转换表
/1
/1
/0
111
110
/0 101
/0 100
每经过七个时钟触发脉冲以后输出端 Y从低电平跳变为高电平， 且电路的状态循环一次。
若电路初态为111，代入方程得： Q3Q2Q1=000，Y=1 ，经一个 CP作用后仍能进入有效状态，这叫计数器具有自启动能力。
逻辑功能： 电路具有对时钟信号进行计数的功能，且计数容量 等于七，称为七进制计数器。
同步时序逻辑电路的分析
分析：找出给定时序电路的逻辑功能 即找出在输入和CP作用下，电路的次态和输出。 一般步骤 ：
5. 根据状态转换表，画出状态转换图。
例1 1J C1F1 1 1K
Q1 &
1J
Q2
F2 C1
1K
1J
Q3 &
1
Y
F3
33
C1
1K
CPቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
① 写电路的驱动方程： J1=Q2nQ3n ，K1=1
状态转换表
Qn3 Qn2 Qn1 Qn+13Qn+12Qn+11 Y 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 1 00 0 1 0 0 1 10 0 1 1 1 0 00 1 0 0 1 0 10 1 0 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 1 1 0 0 01
同步时序逻辑电路的分析
例1
1J F1
C1
1 1K
Q1 &
1J
Q2
F2 C1
1K
1J
Q3 &
1
Y
F3
33
C1
1K
CP
① 写电路的驱动方程：
② 写出输出方程为
J1=Q2nQ3n ，K1=1 J2=Q1n ，K2=Q1n Q3n
Y=Q2Q3
J3=Q1n Q2n ，K3=Q2n ③ 代入JK触发器的特征方程 Qn1JQnKQn中，得状态方程为：
时序图：
同步时序逻辑电路的分析
在时钟脉冲序列作用下电路状态，输出状态随时间变化的波形图叫 做时序图。 C P
Y=0 • 0=0
Q3n+1= 0 • 0 • 0 + 0 • 0=0 又以100为初态，代入得
Q1n+1= 0 • 0 • 1 =0 Q2n+1= 1• 0 + 1 • 0 • 0=1
Q3n+1= 1 • 0 • 0 + 0 • 0=0
再以010为初态，代入得 Q1n+1= 1 • 0 • 0 =0 • 0=1
Q1n+1=Q2Q3 Q1 Q2n+1=Q1 Q2 + Q1Q3 Q2 Q3n+1=Q1Q2Q3 + Q2Q3
例题中电路无输入变量，次态和输出只取决于电路的初态，设初态 为Q3Q2Q1=000，代入其状态方程及输出方程，得：
Q1n+1= 0 • 0 • 0 =1 • 1=1
Q2n+1= 0 • 0 + 0 • 0 • 0=0
J2=Q1n ，K2=Q1n Q3n
J3=Q1n Q2n ，K3=Q2n
② 写出输出方程为 Y=Q2Q3
同步时序逻辑电路的分析
③ 写出状态转换表
状态转换表
Qn3 Qn2 Qn1 J1 k1 J2 k2 J3 K3 Qn+13Qn+12Qn+11 Y 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 10 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 00 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 10 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 00 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 10 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 00 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 01 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 01