时序逻辑电路分析

除了状态转移真值表之外，还可以写成状态转换卡诺图的形式，如 图所示，其内容实际上跟状态转移真值表是一致的；
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
➢
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
➢ 状态转换图 一个时序逻辑电路包含了若干触发器，这些触发器的状态按一定
顺 序组成的代码，或者说向量，就是时序逻辑电路的状态； 时序逻辑电路的行为描述就是电路的当前状态（现态)与下一状态（
移方程和输出方程求出电路的下一状态（次态）和输出；
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
这种方法的优点是不会遗漏状态； 第二种方法是假定电路的初始输入和状态，按照状态转移方程求的
次态和输出，再把上步求得的次态作为初态，求出下一次态，直到
求得的次态在前面的初态中出现过为止；
然后检查初态中没有列出的输入、电路状态组合，求出所有余下组 合的次态；
在分析异步时序逻辑电路时，要特别注意触发时刻，尽可能的写出 时钟方程；
2016/1写0/7 状态转移真值表时，只写稳定的状态；
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
异步时序逻辑电路的分析步骤: 1. 根据给定的时序电路图写出各个触发器
的 时钟方程 激励方程 输出方程
激励方程带入触发器特征方程，求出电路的状态转移方程； 2. 根据状态方程以及触发时刻和输出方程，写出时序电路的状态
这种方法的优点在于电路的状态转移是按照所列状态转移真值表 的 顺序进行的；
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
根据例6.1的和输出方程状态方程：
Q1n+1=X1
Q n+1=Q
2
1
Q
3
n+1=Q2n
Z=X∙Q1∙Q2∙Q3
可以得到其状态转移真值表
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
例6.5：试分析图示的时序逻辑电路。
解：（1）写出各逻辑方程式。
1.时钟方程：
CP0=CP↑ （时钟脉冲源的上升沿触发。） CP1=Q0↑ （当FF0的Q0由0→1时，Q1才可能改变状态，否则Q1将保 持原状态不变。）
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
➢
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
（3）作状态转换表
（4）状态图
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
（5）时序图
（6）逻辑功能分析 由状态图可知：该电路一共有4个状态00、01、10、11，在时钟脉冲作 用下，按照减1规律循环变化，所以是一个4进制减法计数器，Z是借位 信号。
例中按照Q2Q1排列；
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
➢ 时序图（工作波形图） 时序逻辑电路的工作波形图，需要把电路工作的主循环在波形图上
体 现出来； 如果有些状态不在主循环中，在时序图中可以不给出，但是，应该尽
可能多的给出状态转移情况； 例6.2对应的时序图：
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
例6.6：试分析图示的时序逻辑电路
解：由逻辑图可以看出，这个电路是异步时序逻辑电路的，按照异步 时序逻辑电路的分析方法分析如下：
（1）时钟方程：
CP0=CP⊕Q2 CP1=Q0 CP2=Q1
各个触发器都是在各自时钟的上升沿触发
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画出状态转换图；
如果需要，画出时序图；
由电路的状态表、状态图、时序图说明时序逻辑电路的逻辑功能；
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
（3） 电路的状态转换图：
（6）逻辑功能分析 从工作波形可以看出，该电路是一个脉冲节拍发生器电路； 随着时钟的输入，轮流在Q0、Q1、Q2输出脉冲节拍； 由状态图我们可以看出，这个电路所有的状态，在经过有限个时钟脉 冲之后，都能够转移到主循环上去；这种电路，称为具有自启动能力
的电路；
如果电路从某些状态经过有限个时钟脉冲不能转移到主循环上，称为 没有自启动能力；
➢
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
➢ 状态转移方程 根据时序逻辑电路的结构图，写出时序逻辑电路的状态转移方程
， 同时写出输出方程；
状态转移方程可以描述时序逻辑电路输出、状态转移与输入和电路 所处状态的关系，这样就描述了时序逻辑电路的功能；
但是，这两个方程很难直观地看出时序逻辑电路的逻辑功能到底 如 何；
➢
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6.1 时序逻辑电路的基本结构与方程描述
例6.1: 逻辑电路如图所示，写出即刻输出方程和状态转移方程。
解：由逻辑电路图可以得出： 1 即刻输出方程
Z=X∙Q1∙Q2∙Q3 2 状态方程：
Q1n+1=X1 Q2n+1=Q1 Q3n+1=Q2n
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6.1 时序逻辑电路的基本结构与方程描述
数字电路与系统
信息科学与工程学院
第六章 时序逻辑电路的分析与设计
➢ 时序逻辑电路的基本结构与方程描述 ➢ 时序逻辑电路的描述方法 ➢ 同步时序逻辑电路的分析方法 ➢ 异步时序逻辑电路的分析 ➢ 时序逻辑电路的设计
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时序逻辑电路的特点
组合电路和时序电路的区别 组合电路：电路的输出仅仅跟电路在这一时刻的输入有关系； 时序电路：输出不仅与当时电路的输入有关，还与电路所处的状态
时序逻辑电路的分析，实际上是根据时序逻辑电路的结构图，对时 序逻辑电路进行功能描述；
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
➢ 同步时序逻辑电路的一般步骤为： 根据给定的时序电路图写出激励方程和输出方程，并由激励方程带入
触发器特征方程，求出电路的状态转移方程；
根据状态转移方程和输出方程，写出时序电路的状态转移真值表；
有关，也就是跟电路以前的输入有关。
时序电路的组成
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6.1 时序逻辑电路的基本结构与方程描述
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6.1 时序逻辑电路的基本结构与方程描述
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6.1 时序逻辑电路的基本结构与方程描述
次态)之间的转换规律； 虽然状态转移表也可以描述时序逻辑电路的行为，状态转换图能更
直观的描述时序逻辑电路行为方式；
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
状态转换图需要给出如下信息：状态代码顺序、输入、输出、状态 转移方向；
例6.2的状态转换图： 图中输入、输出用斜线分隔，上方表示输 入，本例中没有外输入，因此空白，下方 标注输出；状态代码顺序一定要给出，本
4 时序图： 5 电路的功能：
同步二ห้องสมุดไป่ตู้制递增计数器；
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
（4）状态转换图
（5）工作波形图
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
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6.3 同步时序逻辑电路的分析方法
时序逻辑电路按照其触发方式分为同步时序逻辑电路和异步时序 逻 辑电路；
同步时序逻辑电路是指电路中各个触发器接在同一时钟上，状态转 移是在时钟的同一个时刻完成的；
异步时序逻辑电路可能有时钟，也可能没有时钟；就是有时钟，电 路也不是在时钟的同一个时刻完成状态转移；
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
异步时序逻辑电路的的分析方法与同步时序逻辑电路基本相同； 由于在异步时序逻辑电路中，各个触发器的状态转移不是由统一
的 时钟脉冲作用在同一时刻完成的，这是与同步时序电路的区别
；
正是由于这种区别，在分析异步电路时会与同步时序逻辑电路略 有 不同；
因此，还需要其它的时序逻辑电路功能描述方法；
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6.2 时序逻辑电路的描述方法
➢ 状态转移真值表 对与时序逻辑电路，在作状态真值表时，其输入部分不仅要列出外输
入，还要列出当前状态； 其输出部分也要虑外输出和电路转移的下一状态； 因此，这时的真值表称为状态转移真值表； 状态转移真值表，可以采用两种顺序填写： 按照输入、电路状态，从小到大列出所有的二进制组合，根据状态转
转移真值表；
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
3.画出状态图； 4.如果需要画出时序图； 5.由状态表、状态图、时序图说明时序逻辑电路的逻辑功能；
在异步时序逻辑电路的分析中，一般不考虑触发器状态翻转所需 要的时间； 但是，要特别主要反转的先后顺序，否则会导致错误的结果；
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
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6.4 异步时序逻辑电路的分析
（4）状态转换图
（5）工作波形图（时序图）