数电时序逻辑电路的分析与设计

/
Y
A=0
A=1
00 00/0 10/0
0 1 0 0/ 1 0 1 / 0
10 00/1 11/0
1 1 0 0/ 1 0 1 / 0
Y ( Q0 Q1 )A
CP A
QQ00 0 0 0 0 0 1 1 1 0 QQ11 0 0 1 0 1 1 0 0 0
Y
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Q1n
Q0n
A
Q Q n1 n1 10
Y
000 000
0011 0 0 0100 0 1 011010
100001
101110
110001
111010
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将状态转换真值表转换为状态表
状态转换真值表
Q1n
Q0n
A
Q Q n1 n1 10
Y
00 0000
0011 0 0 0100 0 1 011010 100001 101110 110001 111010
激励方程: E＝f2(I，S)
表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式
状态方程 : Sn+1＝f3(E，Sn)
表达存储电路从现态到次态的转换关系式
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2、状态转换表
现态 现态
Q Q nn nn 22 11
Q n2 Q1n
00
01
10
为现态与输入 的函数
D1 Q0 A
状态方程组
C1
CP
Q1 FF1
Q1n1 D
&
Y Q0n1 ( Q0n Q1n )A
1
同步米里型时序逻辑电路
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Q1n1 Q0n A 上页
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1. 根据方程组列出状态表
状态转换真值表
输出方程 Y ( Q0 Q1 )A 状态方程组
Q1n1 Q0n A Q0n1 ( Q0n Q1n )A
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6.2 时序逻辑电路的分析
时序逻辑电路分析的任务： 根据给定的时序逻辑电路，通过分析其状态和输出信 号在输入信号和时钟的作用下转换规律，进而确定电路的 逻辑功能。
分析的主要表现形式:
时序电路分析的主要表现形式是状态表或状态图或时序图。
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分析同步时序逻辑电路的一般步骤:
存储电路 S
n
电 路
时钟输入
j O
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时序电路功能的表达方法
… ……
…… …
时序电路功能的四种描述方法：
I1
O1
逻辑方程式、状态表、状态图和波形图。I i
组合逻辑电路
Oj
1.逻辑方程组
输出方程: O＝f1(I，S)
S1
E1
存储电路
Sr
Er
表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式
1.了解电路的组成： 电路的输入、输出信号、触发器的类型等
2. 根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式： (１) 输出方程； (２) 各触发器的激励方程; （3）状态方程: 将每个触发器的驱动方程代入其特性 方程得状态方程.
第七章 时序逻辑电路的分析与设计
武汉理工大学 信息工程学院 电子技术基础课程组
数字电子技术——电子技术基础精品课程
7.1 概述
时序逻辑电路的模型与分类
1. 时序电路的一般化模型
j
Ii
组合
电路 E 存储电路 k
m
结构特征: *电路由组合电路和存储电路组成。
*电路存在反馈。
O S
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状态表
Q1n Q0n
Q Q n1 n1
1
0
/
Y
A=0
A=1
00 00/0 10/0
0 1 0 0/ 1 0 1 / 0
10 00/1 11/0
11
0 0/ 1 0 1 / 0
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2.根据状态表画出状态图
状态表
Q1n Q0n
00 01 10 11
Q Q n1 n1
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输入信号 I1
Ii
组合电路
输出信号
O1 Oj
输出状态
E1 Er 存储电路的输入
S1
存储电路
Sr
*时序电路在任一时刻的状态变量不仅是当前输入信号的函 数，而且还是电路以前状态的函数
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时序电路的分类
1）从控制时序状态的脉冲源来分：
时序电路
同步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源, 它们的状态在同一时刻更新。
状态转换前的 输入变量取值
和输出值
次 态次／态输／出输 出
Q Q Y nn11 nn11
Q Q 22 n1 11 n1
2
1
Y
XX==00 XX==11
X/Y 3. 状态图
1/0
00
01
0 0/0 0 1/0 1 0/0
0 1/0 1 0/0 1 1/1
1/0 11 1/1
1/0 10
1 1 11/0 0 0/0
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4、时序 图
能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时 间上的对应关系 。
CP
Q n2 Q1n
Q
Q n1 n1
2
1
/Y
X=0 X=1
X
0 0 0 1 / 0 1 1 / 0 Q1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 / 0 0 0 /0 1 0 1 1 / 0 0 1 / 0 Q2 0 0 1 1 0 1 1 0
异步：电冲路或中电的路触中发没器有时或钟锁脉存冲器，没电有路统的一状的态时更钟新脉 不是同时发生的。
X “1”
1J
Q1 =1 1J
Q2
1D Q0 1D
&Z
C
＞C
＞C
CP ＞
＞
P
11
Q1
1K1
K FF1
&
FF2
Y
FF0 Q0
FF1 Q1
Q0
Q1
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2）从输出信号的特点分类：
1 1 0 0/1 1 0/1 Y 时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的
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1. 逻辑方程组
时序逻辑电路描述方式举例：
输出方程
A
&
D0 1D
Q0
Y ( Q0 Q1 )A
≥1
C1
Q0
激励方程组
D0 ( Q0 Q1 )A
FF0
&
D1 1D
Q1
1
0
/
Y
A=0
A=1
00/0 10/0
0 0/ 1 0 1 / 0
00/1 11/0
0 0/ 1 0 1 / 0
0/0 0/1
00
1/0 0/1 1/0
10
1/0
01
0/1 1/0
11
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3. 根据状态表画出波形图
状态表
Q1n Q0n
Q Q n1 n1 10
时序逻辑电路
莫尔型： Z = F1 [Qn] 米里型： Z = F1 [ X , Qn]
&Z
&Z
1D CP ＞
FF0 Q0
Q0
1D
＞
FF1 Q1
Q1
X
& 1D
Q1 1
& 1D Q2
CP
＞＞C1
＞＞C1
Q1
Q2
FF1
FF2
Ii
组
组
合
合
电 路
m
E 存储电路 S n
电 路
时钟输入
j
Ii
O
组
组
合
合
电 路
E
m