时序电路的分析与设计分析
时序电路的基本分析与设计方法
时序电路的基本分析与设计方法时序逻辑电路时序逻辑电路——电路任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关。
时序电路中务必含有具有经历能力的存储器件。
时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态图、时序图与逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，能够互相转换。
一、时序电路的基本分析与设计方法 （一）分析步骤1．根据给定的时序电路图写出下列各逻辑方程式： （1）各触发器的时钟方程。
（2）时序电路的输出方程。
（3）各触发器的驱动方程。
2．将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求得各触发器的次态方程，也就是时序逻辑电路的状态方程。
3．根据状态方程与输出方程，列出该时序电路的状态表，画出状态图或者时序图。
4．根据电路的状态表或者状态图说明给定时序逻辑电路的逻辑功能。
【例1】分析时序电路（1）时钟方程：CP CP CP CP ===012输出方程：nnQ Q Y 21=驱动方程：⎪⎩⎪⎨⎧======n n n nnn Q K Q J Q K Q J Q K Q J 202001011212（2）求状态方程JK 触发器的特性方程：n n n Q K Q J Q+=+1将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：⎪⎩⎪⎨⎧=+=+==+=+==+=+=+++n n n n n n n n n n n n n n n n n nn n n n n n Q Q Q Q Q Q K Q J Q Q Q Q Q Q Q K Q J Q Q Q Q Q Q Q K Q J Q 202020000100101011111112121222212（3）计算、列状态表nn nn nn n n Q Q Y Q Q Q Q Q Q 21210011112=⎪⎩⎪⎨⎧===+++（4）画状态图及时序图（5）逻辑功能有效循环的6个状态分别是0～5这6个十进制数字的格雷码，同时在时钟脉冲CP 的作用下，这6个状态是按递增规律变化的，即：000→001→011→111→110→100→000→…因此这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。
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。
时序逻辑电路设计与分析(完整电子教案)
图8.20具有异步控制端的同步触发器
【训练与提高】
制作一个时钟电路中的分钟校时电路。
工作原理：时钟电路中的分钟校时电路有按键控制，按键按一次（阐述有效信号，打开门电路），门电路输出将改变N次状态，其中N此变化（变化快门）由输入的时钟信号决定。同时该电路中具有秒钟输入信号。其参考电路如下图8.21所示。试搭建调试电路，分析其工作过程。
时序逻辑电路设计与分析（完整电子教案）
8.
触发器(flip flop)是构成时序逻辑电路的基本单元，能记忆、存储一位二进制信息，触发器也称双稳态触发器，它有两种稳定输出工作状态，即分别输出1和输出0的状态。在无输入信号作用时，这种状态是稳定的；而当输入信号到来并满足一定逻辑关系时，输出端的状态将迅速变化，能从一种稳定状态转换到另一种稳定状态。
三、RS触发器在机械开关去抖上的应用
通常按键开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，电压信号小型如图8.6。由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，如下图。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。
【训练与提高】
搭建2组按键去抖动电路，并用示波器观察输出结果。
8.
【项目任务】
测试如下电路，改变A、B状态，观察LED1和LED2的变化，并建立真值表。
图8.8测试电路(multisim)
【信息单】
基本RS触发器属于无时钟触发器，触发器状态的变换由 、 端输入信号直接控制。在实际工作中，触发器的工作状态不仅由输入决定，而且还要求触发器按一定的节拍翻转，为此需要加入一个时钟控制端CP，只有在CP端上出现时钟脉冲时，触发器的状态才能变化。带有时钟信号的触发器叫时钟触发器，又称同步触发器。
实验时序电路实验报告
实验时序电路实验报告摘要：时序电路是数字电路中的一种重要电路，它负责控制系统中各个部件和信号的时序关系。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的时序电路，加深对时序电路原理的理解，并掌握时序电路设计的基本方法和步骤。
在实验中，我们采用了JK触发器和计数器等器件，通过逻辑电平的高低和输入信号的输入顺序来实现不同的时序控制功能。
通过实验我们发现，在正确配置和连接时序电路的各个部件后，时序电路可以准确地按照预定的时序顺序进行工作，实现了预期的控制效果。
一、实验目的1. 了解时序电路的基本概念和工作原理；2. 掌握JK触发器和计数器的基本特性和设计方法；3. 设计和实现一个简单的时序电路。
二、实验器材和设备1. 实验台板2. 集成电路（IC）：7404、74107、741613. 电源、导线等三、实验原理1. 时序电路简介时序电路又称为序贯电路，是数字电路中按照一定的时序和顺序进行工作的电路。
它根据输入信号和内部时钟信号的时序关系来控制系统的输出，能够实现各种复杂的逻辑控制功能。
时序电路对时钟信号的边沿触发具有较高的要求，通常使用触发器作为时序电路的基本单元。
2. JK触发器JK触发器是一种常用的时序电路元件，具有两个正反馈输入端（J和K）和两个输出端（Q和Q'）。
JK触发器的工作原理是当时钟触发信号为上升沿时，J、K输入信号控制Q输出端的电平状态。
3. 计数器计数器是一种常用的时序电路模块，它可以根据时钟信号的输入进行计数，并输出对应的计数结果。
常见的计数器有二进制计数器、十进制计数器等。
四、实验内容和步骤1. 实验电路的设计根据实验要求和所学知识，设计一个简单的时序电路。
本实验中，我们设计一个由两个JK触发器和一个计数器构成的时序电路。
其中，JK触发器用于接收输入信号和时钟信号，并根据输入信号的顺序和时钟信号的边沿触发生成输出信号；计数器用于对输入信号的个数进行计数，并根据计数结果控制输出信号的状态。
时序电路的设计实验报告
时序电路的设计实验报告时序电路的设计实验报告引言：时序电路是数字电路中的一种重要类型，它在各种电子设备中都有广泛应用。
本实验旨在通过设计一个简单的时序电路，来加深对时序电路原理和设计方法的理解。
实验目的：1. 理解时序电路的基本原理和工作方式；2. 掌握时序电路的设计方法；3. 通过实际设计和调试，提高电路设计和故障排除的能力。
实验器材和元件：1. 逻辑门集成电路（例如74LS00、74LS04等）；2. 触发器集成电路（例如74LS74等）；3. 电阻、电容、开关等辅助元件；4. 示波器、数字信号发生器等测试设备。
实验原理：时序电路是根据输入信号的时序关系来控制输出信号的电路。
它通常由触发器、计数器、多路选择器等组成。
触发器是时序电路的基本组成单元，它能够存储和传递数据，并且根据时钟信号的变化来改变输出状态。
实验步骤：1. 根据实验要求，确定时序电路的功能和输入输出要求；2. 根据功能要求，选择合适的逻辑门和触发器进行电路设计；3. 根据设计原理，绘制电路原理图；4. 按照原理图，进行电路的布线和焊接；5. 使用数字信号发生器提供输入信号，通过示波器观察输出信号；6. 调试电路，确保电路按照设计要求正常工作；7. 对电路进行性能测试和稳定性测试；8. 记录实验数据和观察结果；9. 分析实验结果，总结电路设计中的问题和经验。
实验结果：经过设计和调试，本次实验成功实现了所要求的时序电路功能。
输入信号经过时序电路处理后，输出信号按照预期的时序关系变化。
实验数据表明，电路的稳定性和性能良好。
实验总结：通过本次实验，我深入了解了时序电路的原理和设计方法。
在实际操作中，我遇到了一些问题，例如电路布线不当导致信号干扰、触发器的选择不合适等。
通过调试和修改，我逐渐解决了这些问题，并获得了宝贵的经验。
同时，我也意识到了时序电路设计的重要性，它直接影响到整个电子设备的性能和稳定性。
未来展望：时序电路是数字电路中的基础知识，我将继续深入学习和研究相关内容。
时序逻辑电路的分析和设计
莫尔型同步时序 电路。 2. 写出各触发器 的驱动方程。
n J 0 K 0 Q2
1J ＞C ＞C1
1 1K
1J
Q1 &
≥1 1J
FF2
Q2
1J ＞C ＞C1
1 1K
1J ＞C1 ＞C
1 1K Q2
输 入 信 号
1K
1K
Y0 A1 74139Y1 A0 Y2 Y3
n n n n n Q0 1 Q2 Q0 Q2 Q0
n n Q1n1 Q0 Q1n Q0 Q1n
n n n n n n Q2 1 (Q1nQ0 Q2 )Q n Q1nQ0 Q2 Q2 2
n n n n n Q2 1 Q1nQ0 Q n Q1nQ0 Q2 Q2 2
Q
n
=1
1
Y=Q2Q1
n 1 1J 1J
n Q2 1
n 1 Q 1K Q2 1 X1K Q1n Q Q2 1X Q1 Q n 2 3.求出电路状态方程。 & n
1 2
＞C ＞C1
＞C ＞C1
输 出 信 号 n
Qn1 JQ n KQn ＞C
1J
Q2
n 1
n n X Q1 Q2
Q Q
1
1 0
n +1 1
3
第六章
1、组合电路：
概
述
时序逻辑电路是数字逻辑电路的重要组成部分。 逻辑电路可分为 两大类：
由若干逻辑门组成，电路不具记忆能力。 电路的输出仅仅与当时的输入有关。
2、时序电路：
延迟元件或触发器
存储电路，因而具有记忆能力。 电路的输出不仅与当时的输入有关，而且 还与电路原来的状态有关。
【大学】时序逻辑电路分析与设计方法
学生练习：（P70 5-13）
5-13 试分析下图所示时序逻辑电路的逻辑功能。写出它的驱动方 程、状态方程、输出方程，列出状态转换真值表，并画出Q0～ Q2和CO的波形，检查能否自启动。
.
Q0
Q1
Q2
JQ FF0
K
JQ FF1
K
JQ FF2
K
RD
（2）列状态转换真值表：设电路的初始状态（现态）为
Q2nQ1nQ0n = 000，得到状态转换真值表
.
现态
次态
输出
Q
n 2
Q
n 1
Q
n 0
Q
n 2
1
Q
n 1
1
Q
n 0
1
Y
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
（3）逻辑功能：电路共有6个状态，且按递增规律变化的，因此 该时序电路是一个同步六进制加法计数器。
.
复习及提问：组合电路分析 思考题：
1．什么是时序逻辑电路？它在结构上有什么特点？ 2．什么是同步时序逻辑电路？什么是异步时序逻辑电路？ 3．简述同步和异步时序逻辑电路的分析方法，它们的主要
区别是什么？ 作业题：5-14；15、16、补充1题 预习：数模转换电路
数字电子技术 时序逻辑电路的分析与设计 国家精品课程课件
《数字电子技术》精品课程——第6章
FF0
FF1
1J
Q0 1J
Q1
时序逻辑电路的分析与设计
&Z
FF2
1J
Q2
C1
C1
C1
1K
1K
1K
Q0
Q1
Q2
CP
➢驱动方程：
《数字电子技术》精品课程——第6章 时序逻辑电路的分析与设计
② 求状态方程
JK触发器的特性方程：
Qn1 JQ n KQn
将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：
简化状态图（表）中各个状态。 （4）选择触发器的类型。
（5）根据编码状态表以及所采用的触发器的逻辑功能，导出待设计 电路的输出方程和驱动方程。
（6）根据输出方程和驱动方程画出逻辑图。
返回 （7）检查电路能否自启动。
《数字电子技术》精品课程——第6章 时序逻辑电路的分析与设计
2．同步计数器的设计举例
驱动方程： T1 = X T2 = XQ1n
输出方程: Z= XQ2nQ1n
（米利型）
2.写状态方程
T触发器的特性 方程为：
Qn1 TQn TQn
Q 1nQ1QX21nn TX1QQ1n1nXTQX11nQ1n X Q1n
Q1n
Qn1 2
T2 Q2n
T2Qn2
T Q n 将T1、 T2代入则得X到Q两1n Q2n XQ1nQn2
0T1 = X0 0 0 0 0 0
0
求T1、T2、Z
0T2
0
=ZX=01QX1nQ10 2nQ010n
0 0
0 1
1 0
0 0
由状态方程
求Q2n+1 、 Q1n+1
时序逻辑电路的设计与时序分析方法
时序逻辑电路的设计与时序分析方法时序逻辑电路是数字电路中的一种重要类型，用于处理按时间顺序发生的事件。
它在各种电子设备中被广泛应用，例如计算机、通信设备等。
本文将介绍时序逻辑电路的设计原理和常用的时序分析方法。
一、时序逻辑电路的设计原理时序逻辑电路是根据输入信号的状态和时钟信号的边沿来确定输出信号的状态。
它的设计原理包括以下几个方面：1. 状态转移：时序逻辑电路的状态是通过状态转移实现的。
状态转移可以使用触发器实现，触发器是一种存储元件，能够存储和改变信号的状态。
常见的触发器有D触发器、JK触发器等。
2. 时钟信号：时序逻辑电路中的时钟信号是控制状态转移的重要信号。
时钟信号通常为周期性的方波信号，它的上升沿或下降沿触发状态转移操作。
3. 同步与异步：时序逻辑电路可以是同步的或异步的。
同步电路通过时钟信号进行状态转移，多个状态转移操作在同一时钟周期内完成。
异步电路不需要时钟信号，根据输入信号的状态直接进行状态转移。
二、时序分析方法时序分析是对时序逻辑电路的功能和性能进行分析的过程，它可以帮助设计人员检查和验证电路的正确性和可靠性。
以下是几种常用的时序分析方法：1. 序时关系图：序时关系图是一种图形表示方法，它直观地显示了输入信号和输出信号之间的时间关系。
通过分析序时关系图，可以确定电路的特性，例如最小延迟时间、最大延迟时间等。
2. 状态表和状态图：状态表是对时序逻辑电路状态转移过程的描述表格，其中包括当前状态、输入信号和下一个状态的对应关系。
状态图是对状态表的图形化表示，用图形的方式展示状态和状态转移之间的关系。
3. 时钟周期分析：时钟周期分析是对时序逻辑电路的时钟频率和时钟周期进行分析，以确保电路能够在规定的时钟周期内完成状态转移操作。
常用的时钟周期分析方法包括最小周期分析和最大频率分析。
4. 时序仿真：时序仿真是通过计算机模拟时序逻辑电路的行为来验证电路的功能和性能。
通过输入不同的信号序列，可以观察和分析电路的输出响应，以判断电路设计是否正确。
时序逻辑电路分析与设计(1)幻灯片PPT
0
Q0
0
0
1
1
0
0
Q1
0
0
Q2
0
0
1
0
0
0
Z
0
0
1
0
逻辑功能分析：异步5进制加法计数器。
电气与信息工程系
【解2】利用状态转换图分析
（l）写出驱动方程、时钟方程和状态方程
J2 Q1nQ0n
J1 1
J0
Q
n 2
K2 1
K1 1
K0 1
CP2 CP
CP1 Q0 CP0 CP
将驱动方程代入的特性方程 Qn1JQnKQn可得状态方程：
x1
z1
组合逻辑
xi
电路
zj
q1
w1
存储电路
ql
wk
信号间的逻辑关系可以用 三个向量方程来表示:
输出方程：
Z( tn ) = F[X(tn),Q(tn)]
电路输出变量逻辑式
驱动方程：
W( tn ) = H[X(tn),Q(tn)]
各触发器输入端的逻辑式
状态方程：
Q(tn+1) = G[W(tn),Q(tn)]
"1" 1K
RD Q0
RD
FF1 1J Q1 & C1 1K
RD Q1
FF2
1J Q2 C1 1K
RD Q2
Z &
电气与信息工程系
FF0
1J Q0
CP
C1
"1" 1K
RD Q0
RD
FF1 1J Q1 & C1 1K
RD Q1
（1）写出各触发器的驱动方程：
时序逻辑电路的分析方法
时序逻辑电路的分析方法1.时序图分析时序图是描述时序逻辑电路中不同信号随时间变化的图形表示。
时序图分析方法是通过绘制输入输出信号随时间变化的波形图，来观察信号之间的时序关系。
时序图分析的步骤如下：1)根据电路的逻辑功能，确定所需的时钟信号和输入信号。
2)根据电路的逻辑关系，建立出波形图的坐标系，确定时间轴和信号轴。
3)按照时钟信号的不同变化情况（上升沿、下降沿），在波形图中绘制相应的路径。
4)观察各个信号之间的时序关系，分析电路的逻辑功能和输出结果。
时序图分析方法的优点是直观、简单，可以清楚地显示信号的时序关系。
但它对于复杂的电路设计来说，图形绘制和分析过程相对繁琐，需要一定的经验和技巧。
2.状态表分析状态表分析方法是通过定义不同输入信号下的状态转移关系，来描述时序逻辑电路的行为。
状态表可以用表格的形式表示，其中包含了输入信号、当前状态、下一个状态和输出信号等信息。
状态表分析的步骤如下：1)根据电路的逻辑功能和输入信号，列出电路的状态转移关系。
2)构建状态表，定义不同输入信号下的状态转移关系和输出信号。
3)根据状态表，逐步推导出电路的状态转移路径和输出结果。
状态表分析方法的优点是逻辑严谨、结构清晰，适用于对于复杂的状态转移关系进行分析和设计。
但它对于大规模的电路设计来说，状态表会非常庞大，而且容易出现错误，需要仔细的计算和推导。
3.状态图分析状态图分析方法是通过绘制状态转移图，来描述时序逻辑电路中状态之间的转移关系。
状态图是由状态、输入信号、输出信号和状态转移路径等构成。
状态图分析的步骤如下：1)根据电路的逻辑功能和输入信号，确定电路的状态和状态转移关系。
2)构建状态图，按照状态的转移路径和输入信号绘制状态图。
3)根据状态图，分析电路的逻辑功能和输出结果。
状态图分析方法的优点是直观、清晰，可以清楚地描述状态之间的转移关系。
它可以帮助设计者对于电路的状态转移关系进行分析和调试。
但状态图也会随着电路规模的增大而变得复杂，需要仔细分析和理解。
时序逻辑电路的分析和设计
D2
Q1n
0101 0 0 0111 1 0
（3）列状态表、画状态图 1 0 0 0 0 1
和时序图
1010 1 0
1101 0 0
(FIASH)
1111 1 0
2024/10/11
10
（4）逻辑功能：
脉冲分配器，节拍脉冲产生器。
电路仅001、010、100三个状态构成循环， 为有效状态，而其他各状态均为无效状态。当 电路处于无效状态时，在CP脉冲旳作用后，电 路能自动进入有效序列，电路具有自开启能力。
3. 状态图
反应时序逻辑电路状态转换规律及相应输入、 输出取值关系旳图形
4. 时序图 时序电路旳工作波形图
2024/10/11
4
6.2 时序逻辑电路旳分析措施
❖时序逻辑电路旳分析:已知时序逻辑电路，求其
输出Z旳变化规律、电路状态Q旳转换规律，以
阐明该时序逻辑电路旳逻辑功能和工作特征。
6.2.1 分析时序逻辑电路旳一般环节
同步计数器设计环节： （1）拟定状态数和触发器个数。
2n1 M 2n 其中：M状态数
n触发器个数 （2）列出状态表和驱动表。 （3）按驱动表作驱动方程。 （4）按驱动方程作逻辑图。 （5）画出完整旳状态图，检验设计旳计数器 能否自起动。
2024/10/11
15
例：用JK触发器设计同步五进制递增计数器 解：（1）五进制有5个状态，23≥ 5，用三个触发器。
2024/10/11
2
6.1.2 时序逻辑电路旳分类
❖同步时序电路：存储电路内全部触发器旳时
钟输入端都接于同一种时钟脉冲源。
❖异步时序电路：存储电路内旳触发器没有统
一旳时钟脉冲。
2024/10/11
时序电路分析和设计
时序电路的基本组成
触发器
触发器是时序电路的基本单元，用于 存储二进制状态。常见的触发器类型 包括RS触发器、D触发器和JK触发器 等。
输入和输出
存储元件
存储元件用于存储触发器的状态，常 见的存储元件包括寄存器和移位器等。
时序电路具有输入和输出端，用于接 收和输出信号。
时序电路的特点与功能
特点
时序电路具有记忆功能、输出状态不 仅取决于当前输入还与之前状态有关 、具有时钟信号控制等。
器等。
优化策略
资源共享
通过共享逻辑门和触发器等硬件资源，减少电路规模 和功耗。
流水线设计
将时序电路划分为多个阶段，每个阶段执行一个或多 个功能，以提高工作频率和吞吐量。
动态功耗管理
根据电路的工作模式和负载情况，动态调整时钟频率、 电压等参数，以降低功耗。
硬件资源利用与性能评估
资源利用率
评估时序电路对硬件资源的占用情况，包括逻辑 门、触发器、存储器等。
时序电路分析和设计
• 时序电路概述 • 时序电路分析 • 时序电路设计 • 时序电路的实现与优化 • 时序电路的应用与发展
01
时序电路概述
时序电路的定义与分类
பைடு நூலகம்定义
时序电路是一种具有记忆功能的 电路，其输出不仅取决于当前的 输入，还与之前的输入序列有关 。
分类
根据结构和功能的不同，时序电 路可分为同步时序电路和异步时 序电路。
功能性分析
01
02
03
输入输出关系
分析电路的输入和输出信 号之间的关系，确定电路 的功能。
逻辑功能
根据输入输出关系，确定 电路实现的逻辑功能，如 与门、或门、非门等。
功能验证
数字电子线路时序逻辑电路的设计与分析
CP是触发器的特殊输入信号，只控制输入信号对触发 器输出端产生作用的时间（或时刻），不影响触发器的逻 辑功能。CP信号对触发器产生控制作用称为触发。受CP信 号控制的输入信号称为同步输入信号。
CP信号的控制方式有电平触发和边沿触发两种类型。
CP信号线加标“∧”符号表示边沿触发，无此符号为 电平触发。
• R0（无效态）、S1（有效态）时，无论触发 器的现态Qn为何值，次态都为1，Qn11，称 为触发器置1（又叫置位SET）。
• R0，S0（两信号都无效）时，两个与非门相 互锁定，保持触发器的原来状态，Qn1Qn， 称为触发器的保持态。
• R1，S1（两个信号都有效）时，两个与非门 输出都为1，为异常的不定态。显然这种情况 是不允许出现的，在使用中要注意约束。
第1节 时序电路的记忆单元——触发器
• 触发器是具有记忆功能的基本单元，是构成时序逻辑电路 的主体。
• 在理论上触发器应设有两个互补输出端：Q、 （实用中可 按需要选其中一个），以Q端的状态代表触发器的状态， Q=1为触发器的1态，Q=0为触发器的0态。若两个输出端 出现同时为1或同时为0的状态时，则称为触发器的异常 （不确定）状态，是不允许出现（应该约束）的状态。
表4-6 D触发器逻辑功能表
D
逻辑功能
0
置0（Qn1=0）
1
置1（Qn1=1）
图4-10 D触发器构成及符号
Qn1 Qn
D触发器的特性方程：
2、J-K触发器 表4-7 J-K触发器的逻辑功能表
JK
逻辑功能
00
保持（Qn1=Qn）
01
置0（Qn1=0）
10
置1（Qn1=1）
11
翻转（ ）
J-K触发器的功能可用D触发器转换实现，转换逻辑是:
时序逻辑电路的分析和设计
时序逻辑电路的分析和设计
[教学目的和要求]
通过本讲的学习，使学生掌握时序逻辑电路的定义及同步时序电路的分析与设计方法；深刻理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电路中的重要作用。
[教学内容]
1．同步时序电路的分析方法
2．同步时序电路的设计方法
3．异步时序电路
6.1 时序逻辑电路概述
1、时序电路的结构与特点
2、时序电路的分类
（1）根据时钟分类――同步时序电路、异步时序电路
（2）根据输出分类――米利型时序电路、穆尔型时序电路
3、时序电路逻辑功能的表示方法
逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态图、时序图和逻辑图
6.2 时序逻辑电路的分析方法
1.时序电路的分析步骤：
2.具体实例讲解――同步分析例1:
例2：P217
例3：P219
3.具体实例讲解――异步分析P221，课本例6.2.3
具体方法总结
6.3 同步时序逻辑电路的设计方法
1.设计步骤
2.具体例题讲解
例1：设计一个按自然态序变化的7进制同步加法计数器，计数规则为“逢七进一”，产生一个进位输出。
例2：设计一个带进位输出端的十三进制计数器。
课本例题：例1：试设计一序列脉冲检测器，当连续输入信号110时，该电路输出为1，否则输出为0。
图6.3.2 原始状态图。
时序逻辑电路的描述与分析方法
时序逻辑电路的描述与分析方法
时序规律电路任一时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路原来的状态有关，即时序规律电路具有“记忆”的功能。
因而时序规律电路中必需含有记忆力量的存储器件，最常用的是触发器。
时序规律电路可用下列3个方程组来描述，即
(驱动方程)(状态方程)(输出方程) 分析时序规律电路也就是找出该时序规律电路的规律功能，即找出时序规律电路的状态和输出变量在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。
因此，只要写出时序规律电路的这3组方程，它的规律功能也就描述清晰了。
但是用3组方程描述电路的规律功能特别不直观，不能直接看出电路状态和输出变量的与输入变量和时钟信号之间的对应关系，为了直观地描述时序电路的规律功能，还有其他的表示方法：状态转换表、状态转换图和时序图。
下面结合时序电路的分析，详细介绍这3种时序电路规律功能的描述方法。
分析步骤：
第一步：分析电路结构，写出各触发器的驱动方程。
其次步：将驱动方程代入相应触发器的特性方程，求得各触发器的次态方程，也就是时序规律电路的状态方程。
第三步：依据电路图写出输出方程。
第四步：依据状态方程和输出方程，列出该时序带电路的状态表，画出状态图或时序图。
时序电路实验报告总结
时序电路实验报告总结引言：时序电路是数字电路中常见的一种电路，它通过时钟信号的作用控制电路的工作状态。
本次实验主要掌握时序电路的设计与实现原理，通过实际操作完成了一个基于触发器的时序电路的设计，加深了对时序电路的理解。
实验内容：本次实验主要包括两个部分，一部分是基于D触发器的时序电路设计，另一部分是基于JK触发器的时序电路设计。
在实验中，我们首先了解了D触发器和JK触发器的基本原理，然后根据要求设计了一个4位二进制计数器电路和一个带有复位功能的定时器电路，最后通过实际电路的连接和测试，验证了设计的正确性。
实验过程：1.D触发器的设计根据实验要求，我们首先设计了一个4位二进制计数器电路，通过D触发器实现。
在设计过程中，我们利用了时钟信号和复位信号分别控制计数器的更新和复位。
通过灵活设置门电路的连接方式，实现了计数器的累加和复位功能。
在实验过程中，我们不断调整和优化电路的连接方式，直到实现了预期的功能。
2.JK触发器的设计在D触发器的基础上，我们进一步设计了一个带有复位功能的定时器电路，使用JK触发器实现。
定时器电路需要利用时钟信号和复位信号，通过设置JK触发器的输入端口，实现定时器的计时和复位功能。
通过合理设置门电路的连接方式，我们成功设计并实现了一个可靠的定时器电路。
实验结果与分析：通过实验，我们完成了两个时序电路的设计和搭建，并进行了测试。
测试结果表明，我们设计的电路能够正常工作，并实现了预期的功能。
在设计过程中，我们不断调整和优化电路的连接方式，确保了电路的稳定性和可靠性。
实验结果验证了我们对于时序电路的原理和设计方法的掌握程度。
实验心得与体会：在本次实验中，我对时序电路的设计原理和实现方法有了更深入的了解。
通过实际操作，我不仅加深了对时序电路的理解，还提高了实际操作能力。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接错误、信号传输失效等，但通过分析和思考，我成功解决了这些问题，获得了宝贵的经验。
时序逻辑电路的分析方法和设计思路
时序逻辑电路
数字电路与逻辑设计
2. 异步时序逻辑电路的基本分析方法
以下图所示3个T′触发器构成的时序逻辑电路为例，我
们讨论其分析方法和步骤。
Q0
Q1
Q2
JQ
CP
C F0
KQ
JQ C F1 KQ
JQ C F2 KQ
“1”
RD
1
分析电路类型：
时序逻辑电路中如果除CP时钟脉冲外，无其它输入信 号，就属于莫尔型，若有其它输入信号时为米莱型；各位
为了能把在一系列时钟脉冲操作下的电路状态转换全过 程形象、直观地描述出来，常用的方法有状态转换真值表、 状态转换图、时序图和激励表等。这些方法我们将在对时 序逻辑电路的分析过程中，更加具体地加以阐明。
时序逻辑电路
数字电路与逻辑设计 1. 同步时序逻辑电路的基本分析方法
[例7.2.1] 分析如图7.2.2所示时序电路的逻辑功能
时序逻辑电路
数字电路与逻辑设计
1. 二进制计数器
当时序逻辑电路的触发器位数为n，电路状态按二进制数
的自然态序循环，经历2n个独立状态时，称此电路为二进
制计数器。
Q0
Q1
Q2
JQ
CP
C F0
KQ
JQ C F1 KQ
JQ C F2 KQ
“1”
RD
结构原理：三个JK触发器可构成一个“模8”二进制计数器。 触发器F0用时钟脉冲CP触发，F1用Q0触发，F2用Q1触发； 三位JK触发器均接成T′触发器—让输入端恒为高电平1； 计数器计数状态下清零端应悬空为“1”。（如上一节的分 析例题，就是一个三位触发器构成的二进制计数器。）
- 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)。
FF0 1D C1 CP
第 6 章 时序电路的分析与设计
① 求输出方程，激励方程，状态方程。 D2=Q1, Z2=Q2，
n1 Q2 D2 Q1,
D1=Q0， Z1=Q1,
D0 Q1 Q0 Q1Q0
Z0=Q0
n1 Q0 D0 Q1Q0
Q1n1 D1 Q0 ,
第 6 章 时序电路的分析与设计
注意:此题中
第 6 章 时序电路的分析与设计
解：① 求输出方程和激励方程，次态方程。
第 6 章 时序电路的分析与设计
② 列状态表， 画状态图，画波形图。
第 6 章 时序电路的分析与设计
例 分析下图逻辑功能(可不讲)。
Z2 Z1 Z0 ≥1
FF2 1D C1
FF1 1D C1
0 /0 00 01
1 /0
0 /0
1 /1 1 /0
1 /0
0 /0 X/ Z
11
10
Q1 Q0
0 /0
第 6 章 时序电路的分析与设计
波形图
1 CP X Q0 Q1 Z 2 3 4 5 6 7 8 9
第 6 章 时序电路的分析与设计
③逻辑功能分析(不要求) 。
从以上分析可以看出，当外部输入 X=0 时，状态转移按 00→01→10→11→00→…规律变化，实现模4加法计数器的功能； 当X=1时，状态转移按00→11→10→01→00→…规律变化，实现 模 4减法计数器的功能。该电路是一个同步模 4 可逆计数器。 X 为加/减控制信号，Z为借位输出。
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
② 列真值表，状态表， 画状态图，画波形图。
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
② 列真值表，状态表， 画状态图，画波形图。
第 6 章 时序电路的分析与设计
② 列真值表, 状态表， 画状态图，画波形图。
X Q 1
n
Q0
n
Q1
n1
Q0
n1
Z
000 001 010 011 100 101 110 111
010 100 110 000 111 000 010 100
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
1.列真值表，卡诺图化简得激励方程，输出方程，次态方程。
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
2. 画出逻辑图
第 6 章 时序电路的分析与设计
6.4 寄存器
1.定义：用来暂存二进制代码（如数据，指令）的逻辑 部件，能实现对数据的清除，接收，保存和输出等功能。 2.分类：锁存器，寄存器，移位寄存器。 注意：1）锁存器和寄存器功能一致，区别仅在于寄 存器是边沿触发，锁存器是电平触发。若输入的有效数 据稳定先于触发信号，采用寄存器；若输入的有效数据 的稳定滞后于触发信号，则用锁存器。 2）移位寄存器具有移位和寄存两个功能。
有输入的时候, 不画状态表)
③ 分析逻的分析与设计
例 1 分析下图逻辑功能。(要求记笔记)
&
X =1 FF1 1J C1 1K Q1 Q1 FF0 1J C1 1K Q0 Q0
Z
CP
J 0 K0 1
第 6 章 时序电路的分析与设计
解：① 求输出方程和激励方程，次态方程。
n 1 n 1
n
n
X Q2 X Q X Q2 Q1n
n 1 n n 1
K1 Q1n J1 Q1n K1 Q2 X
n
2
2
J1 X Q2
n
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
2. 画出逻辑图
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
②列状态表，真值表， 画状态图，波形图。
第 6 章 时序电路的分析与设计
000
001
010
101
100
Q2 Q1 Q0
111
110
图 6-12 例 6-2 状态图
011
第 6 章 时序电路的分析与设计
画波形图。
1 CP Q0 Q1 Q2
2
3
4
5
6
图 6-13 例 6-2 波形图
1.列真值表，卡诺图化简得激励方程，输出方程，次态方程。
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
2. 画出逻辑图
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
1.列真值表，卡诺图化简得激励方程，输出方程，次态方程。 （X-A Q2-B Q1-C ）
第 6 章 时序电路的分析与设计
第 6 章 时序电路的分析与设计
6.1 同步时序逻辑电路的分析 6.2 同步时序电路的设计方法 6.3 计数器 6.4 寄存器
第 6 章 时序电路的分析与设计
6.1
同步时序逻辑电路的分析步骤： ① 求时序电路的次态方程，激励（输入）方程， 输出方程。
② 画出真值表，状态表，状态图，波形图。 ( 没
第 6 章 时序电路的分析与设计
Q
n 1 1
AB A C X Q2 XQ1n X Q2 Q1n Q1n XQ1n
n
n
Q X Q X Q Q Q X Q X Q Q
n n 1 n n 2 n 1 n 2 n
X Q2 Q X Q2 Q1n XQ1n
练习: 课后第4题， 第6题(a) (只需写出方程)
第 6 章 时序电路的分析与设计
6.2 同步时序电路的设计方法
同步时序电路设计过程:
1.列真值表，卡诺图化简得到最简的激励方程，输出方程， 次态方程。 2. 画出逻辑图
第 6 章 时序电路的分析与设计
要求记笔记
第 6 章 时序电路的分析与设计
J 0 K0 1 Z X Q1 Q0
n n
J1 K1 X Q0
n
Q
n 1 1
J1 Q1 K1Q1
n n
n
n n n
( X Q0 )Q1 X Q0 Q1 X Q0 Q1 Q
n 1 0 n n n n
n
J 0 Q0 K 0Q0 Q0
第 6 章 时序电路的分析与设计
③逻辑功能分析。
从以上分析可以看出，该电路在 CP 脉冲作用下，
把宽度为T的脉冲以三次分配给Q0、 Q１和Q2各端，因
此，该电路是一个脉冲分配器。由状态图和波形图可
以看出，该电路每经过三个时钟周期循环一次，并且 该电路具有自启动能力。
第 6 章 时序电路的分析与设计