同步时序逻辑电路的分析
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同步时序逻辑电路的分析
一.分析的目的：得出时序电路的逻辑功能。
二.分析的方法(步骤)：
1、写方程式
（1）时钟方程：CP的逻辑式
（2）输出方程：时序电路输出逻辑表达式，它通常为现态的函数。
（3）驱动方程：各触发器输入端的逻辑表达式。
（4）状态方程：把驱动方程代入相应的触发器的特性方程，即可求出各个触发器次态输出的逻辑表达式。
2、列真值表；
3、画状态转换图；
4、画时序图；
5、逻辑功能说明：由状态表归纳说明给定的时序电路的逻辑功能；
6、检查电路能否自启动。
注意：常见时序电路：
1）计数器：同（异）步N进制加（减）法计数器。2）寄存器
三．时序逻辑电路中的几个概念说明
1.有效状态与有效循环
有效状态：在时序电路中，凡是被利用了的状态，都称为有效状态。
有效循环：在时序电路中，凡是有效状态形成的循环，都称为有效循环。
2.无效状态与无效循环
无效状态：在时序电路中，凡是没有被利用的状态，都叫无效状态。
无效循环：在时序电路中，如果无效状态形成了循环，那么这种循环就称为无效循环。
3.电路能自启动与不能自启动
能自启动：在时序电路中，虽然存在无效状态，但是它们没有形成循环，这样的时序电路叫能够自启动的时序电路。
不能自启动：在时序电路中，既有无效状态存在，且它们之间又形成了循环，这样的时序电路被称之为不能自启动的时序电路。在这种电路中，一旦因某种原因使循环进入无效循环，就再也回不到有效状态了，所以，再要正常工作也就不可能了。
四．同步时序电路的分析举例
例1 试分析如图所示的时序电路的逻辑功能
Y
CP
解：（1）写方程式
时钟方程： CP CP CP CP ===210 输出方程： n n n Q Q Q Y 012=
驱动方程： n
Q J 20= n Q K 20= n
Q J 01= n Q K 01=
n
Q J 12= n Q K 12=
状态方程：把驱动方程分别代入特性方程
JK 触发器的特性方程：n n n Q K Q J Q +=+1
（6-2-4），得状态方程：
n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q K Q J Q 20202000010=+=+=+ （）
n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q K Q J Q 010********=+=+=+
n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q K Q J Q 12121222212=+=+=+
（2）列状态表
依次假设电路得现态n n n
Q Q Q
012
，代入状态方程式和输
出方程式，进行计算，求出相应得次态和输出，结果见状态表
1 1 1
/0
（a）有效循环
/1
（b）无效循环
（4）画时序图
CP Q 1Q 2Q 0Y
1
00000000000
1
1
1
1
1
1111
1
1
111
（5）电路功能说明
由状态图和时序图可知，该电路是一个6次CP 脉冲一循环的顺序发生器，又称为节拍发生器。 （6）检查电路能否自启动：由状态图可知，电路不能自启动。
例2. 试分析如图所示电路的逻辑功能。
C
CP
解：
（1）写方程式：
脉冲方程： CP CP CP CP ===210 驱动方程： 100==K J
n
Q K J 011==
n o n Q Q K J 122==
输出方程： n
n n Q Q Q C 012=
状态方程：
将驱动方程（6-3-1）代入到JK 触发器的特性方程中，得到状态方程：
n
n n n Q Q K Q J Q 0000010=+=+
n
n n n n n n Q Q Q Q Q K Q J Q 010*******+=+=+
n n n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q K Q J Q 0212012222212++=+=+
（2）列状态表
1 0 0
1 1 1
/0
/0
/0
/0
/0
/0
/0
/1
（4）画和时序图
CP Q 1Q 2Q 0000
000011
1
1
1
1
00
1
1
1
000011
1
1
0C
（5）电路功能说明
该时序电路为3为二进制同步加法计数器，C 为进位指示端。
（6）检查电路能否自启动：
如图所示，该电路为3位二进制同步减法计数器，分析过程同二进制同步加法计数器。
例3. 分析如图6-3-12所示电路的逻辑功能。
1
CP
解：
(1)写方程式
脉冲方程： CP CP CP CP CP ====3210 驱动方程： 100==K J
n n Q Q J 031= n
Q K 01=
n n Q Q K J 0122==
n n n Q Q Q J 2103= n
Q K 03=
输出方程： n
n Q Q C 03=
（2）求状态方程
将驱动方程代入到触发器的特性方程中，得到状态方程：
n n
n n Q Q K Q J Q 0000010=+=+
n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q K Q J Q 010********+=+=+
n
n n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q K Q J Q 0212012222212++=+=+
n n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q K Q J Q 030123333313+=+=+
（3）进行计算，得状态表。