数字电子时序电路
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)。
8、检查自启动 由状态转换表知， 此电路能自启动。
Y
2.试分析如图所示时序逻辑电路的功能并检查电路能否自启动。
Q1 FF 1 1J C1 1K 1 Q0 FF 0 1J ┌ ┌ C1 1K 1 CP
=1 Z &
┌ ┌
=1
=1
X
（1）写输出方程
n Z ( X Q1n ) Q0
（2）写驱动方程
000
/1 /1
/0
001
/0
010
/0
011
/0
Q3Q2Q1
/Y
3
111
4 5 6 7
110
/0 101
/0
100
6） 时序图
CP Q1 Q2 Q3 1 2
7、分析电路的功能
t
0 0 t
1 0
1 0
t
t t
随CP的输入，电路循 环输出七个稳定状态， 所以是七进制计数器。 Y端的输出是此七进制 计数器的进位脉冲。
Q1n+1 = J1Q1+K1Q1 =Q3Q2 Q1 =（Q3+Q2 ） Q1 3) 状态方程 Q2n+1 = J2Q2+K2Q2 =Q2Q1+Q3Q2Q1 Q3n+1 = J3Q3+K3Q3 =Q3Q2Q1+Q3Q2
4）状态转换表
CP的顺序 Q3 Q2 Q1 Y 0 0 0 0 0 0 1 0 已知：
所以该电路是一个可控3进制计数器。当X=0时，作加法计数， Z=1是进位信号；当X=1时，作减法计数，Z=1是借位信号。
（8）检查电路的自启动情况 从状态表或状态图中可以看出，若电路的现态为有效循 环以外的状态11，则随着时钟的输入，电路的次态为00， 能自动进入主循环。所以，该电路可以自启动。
[例题] 分析电路的逻辑功能。
时序电路以触发器作为基本单元，使用门电路加以配合，完 成特定的时序功能。若电路中所有的触发器都由同一时钟脉 冲控制，则称为同步时序电路，否则称为异步时序电路。
反馈电路将存储电路的输出状态反馈到组合逻辑电路 的输入端，与输入信号一起共同决定电路的输出。
§5-2
时序逻辑电路的分析方法
重点讲同步 Q1 K 1Q1n ( X Q0 ) Q1n
n
（4）列状态转换表 由于输入控制信号X可取1，也可取0，所以分两种情况列状 态转换表和画状态图。 ①当X=0时： 将X=0代入输出方程和状态方程，则
n Z Q1n Q0
Q1n1 Q1n Q0n
Q0
n 1
Qn 1Qn 0
（7）逻辑功能分析 该电路一共有3个循环状态00、01、10。 当X=0时，按照加1规律从00→01→10→00循环变化，并每当转 换为10状态（3个循环状态中的最大数）时，输出Z=1； 当 X=1 时，按照减 1 规律从 10→01→00→10 循环变化，并每当 转换为00状态（3个循环状态中的最小数）时，输出Z=1。
二、举例
1.试分析下图时序电路的逻辑功能。 1J Q1
C1
1J Q2
C1
Q3 &1J
C1
&
1 Y
1K CP 解： 1）输出方程 2）驱动方程
Q1
&
1K
Q2
1K
Q3
Y = Q3Q2 J1 = Q3Q2 ； K1 = 1 J2 = Q1 ； K2 = Q3 Q1 J3 = Q2Q1 ； K3 = Q2
1 Q2
J C K
1
Q1
J C K
1
Q0
J C K
SD
1
CP
J0 = K0 = 1
J1 = K1= Q0
J2 = K2= Q1 Q0 ◆ 结论：减法计数器。
返回 上一节
CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Q2 Q1 Q0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
J 0 X Q1n
n J 1 X Q0
K0 1
K1 1
（3）写状态方程
将各驱动方程代入JK触发器的特性方程 触发器的状态方程：
Q0
n 1 n n n J 0 Q0 K 0 Q0 ( X Q1n )Q0
Q n1 J Q n KQ n
，得各
Q1
n 1
设： 0 则： 1
2
0 0
0
0
0 1
0 1
0
Q3n+1 =Q3Q2Q1+Q3Q2
Q2n+1 =Q2Q1+Q3Q2Q1 Q1n+1 =（Q3+Q2 ） Q1 Y = Q3Q2
3 4 5 6
7 设：0
0 1 1 1 0
1
1 0 0 1
0 1
1 0 1
0 0 1
则：1
0
0
0
5）状态转换图
输入变 量/输出 变量
第五章 时序逻辑电路
§5-1 概述
§5-2 时序逻辑电路的分析方法
§5-3 若干常用的时序逻辑电路 §5-4 时序逻辑电路的设计方法
§5-1
1、功能特点
概述
时序逻辑电路的特点
任一时刻的输出信号不仅取决于此时刻的输入信号， 而且取决于上一个时刻的输出状态。具备这种逻辑功能特点 的电路叫做时序逻辑电路（简称时序电路）。 2、电路特点 包含组合逻辑电路和存储电路；包含反馈电路。
同步时序电路：构成电路的每块触发器的时钟脉冲来自同 一个脉冲源，同时作用在每块触发器上 。
异步时序电路：构成电路的每块触发器的时钟脉冲来自不 同的脉冲源，作用在每块触发器上的时间也不一定相同。
一、同步时序逻辑电路的分析步骤
1、写输出方程（输出–输入） 5、画状态转换图 2、写驱动方程（触发器输入—输入）6、画时序波形图 3、写状态方程（触发器的次态－初 7、分析其功能 态、触发器输入） 8、检查自启动 4、填状态转换表
下一节
上一页
下一页
5.2.3．异步时序逻辑电路的分析
与同步时序逻辑电路不同的是，异步电路中，每次电路状态发 生转换时并不是所有触发器都有时钟信号。只有那些有时钟信 号的触发器才需要用特性方程去计算次态，而没有时钟信号的 触发器将保持原来的状态不变。
1 0
0 0 1 0 1 0 1
0
0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 0 0 0 0
1
偏离 状态
（5）画状态图 根据状态表，我们很容易画出该电路的状态 转换图。
偏离状态 游离于主循环的状态称 为偏离状态，进入任一 偏离状态都可返回主循 环时，称该电路具有自 启动特性。 （6）画时序波形图
CP X Q0 Q1 Z
②当X=1时。 将X=1代入输出方程和状态方程，则
Z Q1n Q0n
Q1
n 1
Qn 1Qn 0
Q0
n 1
Q1n Q0n
根据以上两种情况，我们可以列出状态转换表(设现态 n n Q 为 1 Q0 00 ）
输 入
X 0
时 钟
CP
触发器状态
Q1 Q0
输 出
Z
0 1 2 0 1 2 0 1
Y
2.试分析如图所示时序逻辑电路的功能并检查电路能否自启动。
Q1 FF 1 1J C1 1K 1 Q0 FF 0 1J ┌ ┌ C1 1K 1 CP
=1 Z &
┌ ┌
=1
=1
X
（1）写输出方程
n Z ( X Q1n ) Q0
（2）写驱动方程
000
/1 /1
/0
001
/0
010
/0
011
/0
Q3Q2Q1
/Y
3
111
4 5 6 7
110
/0 101
/0
100
6） 时序图
CP Q1 Q2 Q3 1 2
7、分析电路的功能
t
0 0 t
1 0
1 0
t
t t
随CP的输入，电路循 环输出七个稳定状态， 所以是七进制计数器。 Y端的输出是此七进制 计数器的进位脉冲。
Q1n+1 = J1Q1+K1Q1 =Q3Q2 Q1 =（Q3+Q2 ） Q1 3) 状态方程 Q2n+1 = J2Q2+K2Q2 =Q2Q1+Q3Q2Q1 Q3n+1 = J3Q3+K3Q3 =Q3Q2Q1+Q3Q2
4）状态转换表
CP的顺序 Q3 Q2 Q1 Y 0 0 0 0 0 0 1 0 已知：
所以该电路是一个可控3进制计数器。当X=0时，作加法计数， Z=1是进位信号；当X=1时，作减法计数，Z=1是借位信号。
（8）检查电路的自启动情况 从状态表或状态图中可以看出，若电路的现态为有效循 环以外的状态11，则随着时钟的输入，电路的次态为00， 能自动进入主循环。所以，该电路可以自启动。
[例题] 分析电路的逻辑功能。
时序电路以触发器作为基本单元，使用门电路加以配合，完 成特定的时序功能。若电路中所有的触发器都由同一时钟脉 冲控制，则称为同步时序电路，否则称为异步时序电路。
反馈电路将存储电路的输出状态反馈到组合逻辑电路 的输入端，与输入信号一起共同决定电路的输出。
§5-2
时序逻辑电路的分析方法
重点讲同步 Q1 K 1Q1n ( X Q0 ) Q1n
n
（4）列状态转换表 由于输入控制信号X可取1，也可取0，所以分两种情况列状 态转换表和画状态图。 ①当X=0时： 将X=0代入输出方程和状态方程，则
n Z Q1n Q0
Q1n1 Q1n Q0n
Q0
n 1
Qn 1Qn 0
（7）逻辑功能分析 该电路一共有3个循环状态00、01、10。 当X=0时，按照加1规律从00→01→10→00循环变化，并每当转 换为10状态（3个循环状态中的最大数）时，输出Z=1； 当 X=1 时，按照减 1 规律从 10→01→00→10 循环变化，并每当 转换为00状态（3个循环状态中的最小数）时，输出Z=1。
二、举例
1.试分析下图时序电路的逻辑功能。 1J Q1
C1
1J Q2
C1
Q3 &1J
C1
&
1 Y
1K CP 解： 1）输出方程 2）驱动方程
Q1
&
1K
Q2
1K
Q3
Y = Q3Q2 J1 = Q3Q2 ； K1 = 1 J2 = Q1 ； K2 = Q3 Q1 J3 = Q2Q1 ； K3 = Q2
1 Q2
J C K
1
Q1
J C K
1
Q0
J C K
SD
1
CP
J0 = K0 = 1
J1 = K1= Q0
J2 = K2= Q1 Q0 ◆ 结论：减法计数器。
返回 上一节
CP 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Q2 Q1 Q0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
J 0 X Q1n
n J 1 X Q0
K0 1
K1 1
（3）写状态方程
将各驱动方程代入JK触发器的特性方程 触发器的状态方程：
Q0
n 1 n n n J 0 Q0 K 0 Q0 ( X Q1n )Q0
Q n1 J Q n KQ n
，得各
Q1
n 1
设： 0 则： 1
2
0 0
0
0
0 1
0 1
0
Q3n+1 =Q3Q2Q1+Q3Q2
Q2n+1 =Q2Q1+Q3Q2Q1 Q1n+1 =（Q3+Q2 ） Q1 Y = Q3Q2
3 4 5 6
7 设：0
0 1 1 1 0
1
1 0 0 1
0 1
1 0 1
0 0 1
则：1
0
0
0
5）状态转换图
输入变 量/输出 变量
第五章 时序逻辑电路
§5-1 概述
§5-2 时序逻辑电路的分析方法
§5-3 若干常用的时序逻辑电路 §5-4 时序逻辑电路的设计方法
§5-1
1、功能特点
概述
时序逻辑电路的特点
任一时刻的输出信号不仅取决于此时刻的输入信号， 而且取决于上一个时刻的输出状态。具备这种逻辑功能特点 的电路叫做时序逻辑电路（简称时序电路）。 2、电路特点 包含组合逻辑电路和存储电路；包含反馈电路。
同步时序电路：构成电路的每块触发器的时钟脉冲来自同 一个脉冲源，同时作用在每块触发器上 。
异步时序电路：构成电路的每块触发器的时钟脉冲来自不 同的脉冲源，作用在每块触发器上的时间也不一定相同。
一、同步时序逻辑电路的分析步骤
1、写输出方程（输出–输入） 5、画状态转换图 2、写驱动方程（触发器输入—输入）6、画时序波形图 3、写状态方程（触发器的次态－初 7、分析其功能 态、触发器输入） 8、检查自启动 4、填状态转换表
下一节
上一页
下一页
5.2.3．异步时序逻辑电路的分析
与同步时序逻辑电路不同的是，异步电路中，每次电路状态发 生转换时并不是所有触发器都有时钟信号。只有那些有时钟信 号的触发器才需要用特性方程去计算次态，而没有时钟信号的 触发器将保持原来的状态不变。
1 0
0 0 1 0 1 0 1
0
0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 0 0 0 0
1
偏离 状态
（5）画状态图 根据状态表，我们很容易画出该电路的状态 转换图。
偏离状态 游离于主循环的状态称 为偏离状态，进入任一 偏离状态都可返回主循 环时，称该电路具有自 启动特性。 （6）画时序波形图
CP X Q0 Q1 Z
②当X=1时。 将X=1代入输出方程和状态方程，则
Z Q1n Q0n
Q1
n 1
Qn 1Qn 0
Q0
n 1
Q1n Q0n
根据以上两种情况，我们可以列出状态转换表(设现态 n n Q 为 1 Q0 00 ）
输 入
X 0
时 钟
CP
触发器状态
Q1 Q0
输 出
Z
0 1 2 0 1 2 0 1