时序逻辑电路的分析方法(精)
第27讲 时序逻辑电路的分析
Y = Q2
第5章
n
时序逻辑电路
J 0 = K 0 = Q2 n n J 1 = K 1 = Q0 n n n J = Q Q ,K = Q 2 1 0 2 2
Q0 n+1 = J 0 Q0 n + K 0Q0 n = Q2 n Q0 n +Q2 nQ0 n = Q0 n Q2 n n n+1 n n n n n n n Q1 = J 1 Q1 + K 1Q1 = Q0 Q1 +Q0 Q1 = Q0 Q1 n+1 Q2 = J 2 Q2 n + K 2Q2 n = Q1nQ0 n Q2 n +Q2 nQ2 n = Q1nQ0 n Q2 n
第5章
时序逻辑电路
第27讲 时序逻辑电路的分析
1
第5章
时序逻辑电路
第5章 时序逻辑电路
5.1 概述 5.2 时序逻辑电路分析
5.3 计数器
5.4 寄存器 5.5 时序逻辑电路设计
2
第5章
时序逻辑电路
5.1
5.1.1
概
述
时序逻辑电路的特点
在组合逻辑电路中，任一时刻的输出信号仅由当时的输 入信号决定，当输入信号发生变化时，输出信号就相应地发
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第5章
时序逻辑电路
16
第5章
时序逻辑电路
(3) 画状态图和时序图。由状态表可画出电路的状态图
和时序图，如图5.3和图5.4所示。
17
第5章
时序逻辑电路
图5.3 例5-1的状态图
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第5章
时序逻辑电路
图5.4 例5-1的时序图
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第5章
时序逻辑电路的分析方法
序逻辑电路则把 CP 信号作为一个变量来处理。 3.用已有的数器。当 M 》N 时，用 1 片 M 进制计数器采取反馈清零法或反馈置数法跳过 M-N 个 状态，而得到 N 进制计数器。当 M 《N 时，用多片 M 进制计数器组合起 来，构成 N 进制计数器，各级之间的连接方式可分为并行进位、串行进位、 整体反馈清零和整体反馈置数等几种方式。
时序逻辑电路的分析方法
时序逻辑电路基本分析步骤： 1、写方程式 （1）输出方程。时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态的 函数。 （2）驱动方程。各触发器输入端的逻辑表达式。 （3）状态方程。将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到 该触发器的次态方程。时序逻辑电路的状态方程由各触发器次态的逻辑表达 式组成。 2、列状态转换真值表 将外输入信号和现态作为输入，次态和输出作为输出，列出状态转换 真值表。
3、逻辑功能的说明 根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。 4、画状态转换图和时序图 状态转换图：电路由现态转换到次态的示意图。 时序图：在时钟脉冲 CP 作用下，各触发器状态变化的波形图。 时序逻辑电路的设计： 1.时序电路的设计是根据要求实现其逻辑功能，先作出原始状态图或 原始状态表，然后进行状态化简（状态合并）和状态编码（状态分配），再求 出所选触发器的驱动方程、时序电路的状态方程和输出方程，最后画出设计 好的逻辑电路图。 2.在设计同步时序逻辑电路时，把 CP 信号作逻辑 1 处理，对异步时
《时序逻辑电路分析》课件
采用低功耗、高速的触发器设计，减少资源占用。
提高工作速度的优化方法
并行处理
通过并行处理技术，提高电路的工作 速度。
时钟分频与倍频
根据电路的工作频率需求，合理选择 时钟的分频与倍频方案，以优化工作 速度。
THANKS
感谢观看
REPORTING
PART 03
时序逻辑电路的设计
REPORTING
同步设计法
01
同步设计法定义
同步设计法是一种基于时钟信号 的设计方法，用于构建时序逻辑
电路。
03
优点
同步设计法具有较高的可靠性和 稳定性，能够实现复杂的逻辑功
能。
02
工作原理
在同步设计法中，所有操作都严 格在时钟信号的驱动下进行，保 证了电路的稳定性和可靠性。
《时序逻辑电路分析 》PPT课件
REPORTING
• 时序逻辑电路概述 • 时序逻辑电路的分析方法 • 时序逻辑电路的设计 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的优化设计
目录
PART 01
时序逻辑电
时序逻辑电路的定义、特点
时序逻辑电路的特点包括
具有记忆功能、具有时钟信号控制、具有输入信号和输出信号等。
时序逻辑电路的基本组成
时序逻辑电路由触发器、组合逻 辑电路和时钟信号源三部分组成 。
组合逻辑电路用于实现输入信号 到输出信号的逻辑变换，主要由 门电路组成。
总结词：时序逻辑电路的基本组 成
触发器是时序逻辑电路中的核心 元件，用于存储状态信息，常见 的触发器有RS触发器、D触发器 、JK触发器和T触发器等。
04
异步时序逻辑电路是指触发器的时钟输入端接在不同的时钟源上，时 钟信号独立作用于各个触发器，实现状态异步转换。
5.1时序逻辑电路的分析方法
教学过程一、教学内容：1 时序逻辑电路的分析方法1.根据给定的时序逻辑电路图写下列各逻辑表达式：(1)各触发器的时钟信号CP 的逻辑表达式；(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征方程，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.根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态表，画出状态图或时序图。
4.用文字描述给定时序逻辑电路的逻辑功能。
需要说明的是，上述步骤不是必须执行的固定程序，实际应用中可根据具体情况加以取舍。
2同步时序逻辑电路的分析举例例5.1试分析图5.1所示时序逻辑电路解：分析过程如下：1.写出各逻辑方程式(1)这是一个同步时序电路，各触发器CP信号的逻辑表达式可以不写。
(2)输出方程 Z =Q1n Q0n(3)驱动方程J0=1 K0=12.将驱动方程代入相应的JK触发器的特征方程，求得各触发器的次态方程为：图5.1 例5.1的逻辑电路图3. 列状态表，画状态图和时序图例5.2分析图5.2所示逻辑电路。
解：在此电路中，CP1未与时钟脉冲源CP 相连，属异步时序电路。
1.写出各逻辑方程式(1)各触发器的时钟信号的逻辑方程CP0=CP（时钟脉冲源），上升沿触发。
CP1=Q0仅当Q0由0→1时，Q1才可能改变状态，否则Q1将保持原有状态不变。
(2)输出方程Z=Q1n Q0n(3)驱动方程2.各触发器的次态方程（CP由0→1时此式有效）图5.2例5.2的逻辑电路图（Q0由0→1时此式有效）3.列状态表，画状态图和时序图列状态表的方法与同步时序电路基本相似，只是还应注意各触发器CP端的状况（是否有上升沿作用）,因此，可在状态表中增加各触发器CP端的状况,无上升沿作用时的CP 用0表示。
该例题的状态表如表5.3.1所示：表5.2 例5.2的状态表Q 1n Qn CPCP1Q1n+1Qn+1/Z00↑↑11/001↑000/010↑↑01/011↑010/1由状态表可以画出状态图，如图5.2所示。
时序逻辑电路的状态图与状态表分析方法
时序逻辑电路的状态图与状态表分析方法时序逻辑电路是一种在特定时间下根据输入信号的状态而改变输出信号的电路。
对于复杂的时序逻辑电路，为了更好地理解和分析其行为，我们可以使用状态图和状态表这两种分析方法。
一、状态图分析方法状态图是时序逻辑电路的状态及其转换之间关系的图形化表示。
它通常由一个或多个状态框和状态转换线组成。
1. 状态框：状态框代表一个特定的状态，一般用一个圆形或椭圆形表示，内部标识状态的名称。
2. 状态转换线：状态转换线表示状态之间的转换关系，一般用带箭头的直线表示。
箭头指向的状态表示由当前状态经过某个输入信号的改变而转换到的新状态。
绘制状态图的步骤如下：1. 根据时序逻辑电路的功能和要求，确定可能存在的状态数量及其命名。
2. 确定输入信号的类型和数量，并将其标记在状态图中。
3. 分析每个状态与输入信号之间的状态转换关系，并将其用状态转换线表示。
4. 绘制出完整的状态图。
通过观察状态图，我们可以清楚地了解时序逻辑电路的状态之间的转换关系，并可以判断其行为是否符合设计要求。
二、状态表分析方法状态表是一种简洁而直观的分析方法，它是将时序逻辑电路的各个状态及其输入信号和输出信号以表格形式表示出来。
状态表可以清晰地展示电路的状态转换规律。
状态表的组成如下：1. 状态列：表示电路的各个状态。
2. 输入列：表示输入信号的情况。
3. 输出列：表示输出信号的情况。
绘制状态表的步骤如下：1. 确定输入信号及其取值范围，并编写对应的输入列。
2. 确定状态之间的转换关系，并记录在状态表的状态列中。
3. 分析每个状态下的输出信号，并在输出列中进行记录。
通过状态表的分析，我们可以准确地了解每个状态下输入信号和输出信号的对应关系，并可以找出其中的规律，以进一步优化电路的设计和实现。
综上所述，时序逻辑电路的状态图与状态表分析方法是两种常用且有效的分析工具。
通过状态图和状态表的绘制和分析，我们可以更好地理解时序逻辑电路的行为，并能够进行合理的电路设计和调试。
时序逻辑电路的分析方法
利用染色体畸变和基因
突变为指标监测环境污染 物的致突变作用
理生化变 化为指标
来监测环
单元1 时序逻辑电路的分析方法
一、生物监测的主要方法
《数字电子技术》
1.生物群落法(生态学方法) 利用生物群落组成和结构的变化及生态 系统功能的变化为指标监测环境污染。
（1）寻找指示生物
例如：蜗虫
水蚯蚓
（2）了解污染物对生物群落的影响
单元1 时序逻辑电路的分析方法
号作用前电路的输出状态有关。
时序逻辑电路 方框图
特点：（1）时序电路往往包含组合电路和存储电路两
部分，而存储电路是必不可少的。（2）存储电路输出 的状态必须反馈到输入端，与输入信号一起共同决定组 合电路的输出。
分类：同步时序逻辑电路：所有触发器的时钟端均连
在一起由同一个时钟脉冲触发，使之状态的变化都与输 入时钟脉冲同步。 异步时序逻辑电路：只有部分触发器的时钟端与输入时 钟脉冲相连而被触发，而其它触发器则靠时序电路内部 产生的脉冲触发，故其状态变化不同步。
时序图：在时钟脉冲序列作用下，电路状态、输出状态随时间变化的 波形图。
单元1 时序逻辑电路的分析方法
1.2 时序逻辑电路的分析方法
《数字电子技术》
[例1-1] 试分析电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。
解： 1、写方程式
（1）输出方程
（2）驱动方程
一单、元生1 时物序监逻辑测电的路主的分要析方方法法有哪些？
《数字电子技术》
[例1-1] 试分析电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。
解： 1、写方程式
（2）驱动方程
（3）状态方程
单元1 时序逻辑电路的分析方法
1.2 时序逻辑电路的分析方法
6.1-6.2 时序逻辑电路分析
Y
二、状态转换图： 将状态转换表以图形的方式 直观表示出来，即为状态转换图
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1
0 0 0 0 1 1 1 0 1 0
0 0 1 1 0 0 1 0 1 0
0 1 0 1 0 1 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
循环状态之外的状态在时钟信号的作用下， 都能进入状态转换图中的循环状态之中，具有 这种特点的时序电路叫做能自启动的时序电路。 电路为七进制计数器，能自启动。
0 1 1 0 0 1 0 0
1 0 1 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 1
状态转换表的另一种形式
CLK Q3 Q2 Q1 Y
Q3 Q2 Q1
* * Q3 Q2 Q1* Y
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1Q1 Q2 * Q1Q2 Q1Q3Q2 Q * Q Q Q Q Q 1 2 3 2 3 3
(3)输出方程：
Y Q2Q3
6.2.2 时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、和时 序图 从逻辑电路的三个方程还不能一目了然看出电路 的功能。
例 试分析图示的时序逻辑电路的逻辑功能，写出它的 驱动方程、状态方程和输出方程，写出电路的状态转 换表，画出状态转换图和时序图。输入端悬空时等效 为逻辑1。
解：(1) 驱动方程： J1 (Q2Q3 ), K1 1 K 2 (Q1Q3 ) J 2 Q1 , J QQ , K 3 Q2 1 2 3
同步时序电路
异步时序电路
米利（Mealy）型时序电路
按输出信号的特点 穆尔(Moore)型时序电路 米利（Mealy）型电路：输出信号取决于存储电路 的状态和输入变量。 穆尔(Moore)型电路：输出信号仅取决于存储电路 的状态。 穆尔(Moore)型电路是米利（Mealy）型电路的一 种特例。
同步时序逻辑电路的分析方法
时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析：根据给定的电路，写出它的方程、列出状态转换真值表、画出状态转换图和时序图，而后得出它的功能。
同步时序逻辑电路的分析方法同步时序逻辑电路的主要特点：在同步时序逻辑电路中，山于所有触发器都山同一个时钟脉冲信号CP来触发，它只控制触发器的翻转时刻，而对触发器翻转到何种状态并无影响，所以，在分析同步时序逻辑电路时，可以不考虑时钟条件。
1、基本分析步骤1）写方程式：输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函数。
驱动方程：各触发器输入端的逻辑表达式。
状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的状态方程。
2）列状态转换真值表：将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中进行计算，求出相应的次态和输出，从而列出状态转换真值表。
如现态的起始值已给定时，则从给定值开始计算。
如没有给定时，则可设定一个现态起始值依次进行计算。
3）逻辑功能的说明：根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。
4）画状态转换图和时序图：状态转换图：是指电路山现态转换到次态的示意图。
时序图：是在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。
5）检验电路能否自启动关于电路的自启动问题和检验方法，在下例中得到说明。
11222、 分析举例例、试分析下图所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。
解：山上图所示电路可看出，时钟脉冲CP 加在每个触发器的时钟脉冲输入 端上。
因此，它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。
①写方程式：输出方程：Y = Qo 31驱动方程：业=Q^Qa"' %= Qo"芒态方豎 _ ，Q 严1= %囲+%& =1Q?+1Q O -=Q^01小詁0? + %酉=Q 7Q 0-㊉Q「Q^i 二爲 Q?+兀 Q? = Qi'Qo'Q?^ 而 Qf②列状态转换真值表：状态转换真值表的作法是：从第一个现态“000”开始，代入状态方程，得次态为“001”，代入输出方程，得输出为"0” O把得出的次态"001"作为下一轮计算的“现态”,继续计算下一轮的次态值和输出值。
数字电路第6章(1时序逻辑电路分析方法)
数字电路第6章(1时序逻辑电路分析方法)1、第六章时序规律电路本章主要内容6.1概述6.2时序规律电路的分析方法6.3若干常用的时序规律电路6.4时序规律电路的设计方法6.5时序规律电路中的竞争-冒险现象1.时序规律电路的特点2.时序规律电路的分类3.时序规律电路的功能描述方法§6.1概述一、时序规律电路的特点1、功能：任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入；还与电路原来的状态有关。
例:串行加法器:两个多位数从低位到高位逐位相加一、时序规律电路的特点2.电路结构①包含存储电路和组合电路，且存储电路必不行少；②存储电路的输出状态必需反馈到组合电路输入端，与输入变量共同确定组合规律的输出。
yi:输出信号xi:输2、入信号qi:存储电路的状态zi:存储电路的输入可以用三个方程组来描述：Z=G(X,Q)二、时序电路的分类1.依据存储电路中触发器的动作特点不同时序电路存储电路里全部触发器有一个统一的时钟源;触发器状态改变与时钟脉冲同步.同步：异步：没有统一的时钟脉冲，电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。
二、时序电路的分类2.依据输出信号的特点不同时序电路输出信号不仅取决于存储电路的状态，而且还取决于输入变量。
Y=F(X,Q)米利(Mealy)型：穆尔(Moore)型：输出状态仅取决于存储电路的状态。
犹如步计数器Y=F(Q)三、时序规律电路的功能描述方法描述方法3、规律方程式状态转换表状态转换图时序图三、时序规律电路的功能描述方法(1)规律方程式：写出时序电路的输出方程、驱动方程和状态方程。
输出方程反映电路输出Y与输入X和状态Q之间关系表达式；驱动方程反映存储电路的输入Z与电路输入X和状态Q之间的关系状态方程反映时序电路次态Qn+1与驱动函数Z和现态Qn之间的关系三、时序规律电路的功能描述方法(2)状态〔转换〕表：反映输出Z、次态Qn+1和输入X、现态Qn间对应取值关系的表格。
(3)状态〔转换〕图：(4)时序图：反映时序规律电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的有向图形。
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。
数字电路 第七章 时序逻辑电路
/0 001
/0
010 /0
101
100 /1 /0
011
结论:该电路是一个同步五进制( ⑥ 结论:该电路是一个同步五进制(模5)的加 法计数器,能够自动启动, 为进位端. 法计数器,能够自动启动,C为进位端.
§7.3 计数器
7.3.1 计数器的功能和分类
1. 计数器的作用
记忆输入脉冲的个数;用于定时,分频, 记忆输入脉冲的个数;用于定时,分频,产 生节拍脉冲及进行数字运算等等. 生节拍脉冲及进行数字运算等等.
1 0 1 0 1 0 1 0
3. 还可以用波形图显示状态转换表. 还可以用波形图显示状态转换表.
CP Q0 Q1 Q2
思考题: 思考题:试设计一个四位二进制同步加法计数 器电路,并检验其正确性. 器电路,并检验其正确性.
7.3.4 任意进制计数器的分析
例:
Q2 J2 Q2 K2 Q1 J1 Q1 K1 Q0 J0 Q0 K0
第七章 时序逻辑电路
§7.1 概述 §7.2 时序逻辑电路的分析方法 §7.3 计数器 §7.4 寄存器和移位寄存器 §7.5 计数器的应用举例
§7.1Байду номын сангаас概述
在数字电路中, 在数字电路中,凡是任一时刻的稳定 输出不仅决定于该时刻的输入,而且还和 输出不仅决定于该时刻的输入,而且还和 电路原来的状态有关者 电路原来的状态有关者,都叫做时序逻辑 电路,简称时序电路 时序电路. 电路,简称时序电路. 时序电路的特点:具有记忆功能. 时序电路的特点:具有记忆功能.
下面将重点 讨论蓝颜色 电路—移位 电路 移位 寄存器的工 寄存器的工 作原理. 作原理. D0 = 0 D1 = Q0 D2 = Q1 D3 = Q2
5-2时序逻辑电路的分析
1
1
0
1
0 1 0 / 1 0 1 1
0 0 1 / 0 1 1 1
波形图（略）
6.检查自启动
本电路具有自启动能力。
/L3L2L1L0 Q2Q1 Q0
000
/1110
/1110
/0111
111
100
/0111
001
/1101 /1011
/1101 101
011
010
/1011 110
5.2.3 异步时序逻辑电路的分析举例
0 0 1 / 1 1 1 0 0 1 0 / 1 1 0 1 0 1 1 / 1 0 1 1 1 0 0 / 0 1 1 1 0 0 0 / 1 1 1 0 0 1 1 / 1 1 0 1 0 1 0 / 1 0 1 1 0 0 1 / 0 1 1 1
Q2
n1
Q Q Q
n 1 n 0
n 2
L1 Q1 Q0 L2 Q1Q0 L3 Q1Q1 L4 Q1Q0
画出状态图
现 态 次态/输出信号
Q2
n
Q1
n
Q0
n
Q2 Q1 Q0
n 1 n 1 n 1
0
0 0
0
0 1
0
1 0
L4 L3 L2 L1 0 0 1 / 1 1 1 0
/L3L2L1L0 Q2Q1 Q0
000
/1110
n n Q1 Q0
CP0 CP1
Q1n+1 Q0n+1 Z
0
0 1
0
1 0 0
11/0
00/0 01/0
00 /0 01
/0
11 /1
1
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方法
Q0
Q1
Q2
D CP
Q FF0
D
Q FF1
D
Q FF2
RD
n 2）驱动方程： D0 = Q0 ，D1 = Q1n ，D2 = Q2 3）状态方程：DFF的特性方程 Qn+1 = D （CP上升沿有效） 将驱动方程分别代入特性方程，可得状态方 程：
n
Q n 1 D Q n 0 0 0 n 1 n Q D Q 1 1 1 n 1 n Q2 D2 Q2
5-3-1 时序逻辑电路的分析方法
1．同步时序逻辑电路的分析方法 基本分析步骤如下： （1）根据逻辑图写方程式。 a）时钟方程 各触发器CP信号的来源。(同步电路可以省略) b）输出方程 时序电路的输出逻辑表达式，通常是现态的函数。
c）驱动方程 各触发器输入端的逻辑表达式。 d）状态方程 将驱动方程代入相应触发器的特性方程便得到该触 发器的状态方程。 （2）列状态转换真值表。 将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中进行计 算，从而得到转换真值表。 （3）电路逻辑功能的说明 根据状态转换真值表来分析和说明电路的逻辑功能。 （4）画状态转换图和时序图 上述分析步骤可用下图描述。
Q2和CO的波形，检查能否自启动。
Q0
Q1
Q2
J K
Q FF0
J K
Q FF1
J K
Q FF2
RD
CP
2．异步时序逻辑电路的分析方法 注意：异步时序电路必须写出时钟方程。并且在计算电路次态 时，各个触发器只有满足时钟条件后其状态方程才能使用 例5.3.2 分析图示电路的逻辑功能，并画出状态图和时序图。 解： 由图可知，这是一个异步时序逻辑电路。 （1）写方程式 1）时钟方程： CP0 = CP，CP1 = Q0，CP2 = Q1
数字电子技术时序逻辑电路的分析方法
次态（状态）方程
输出方程
例题
分析图 给出的时序电路的逻辑功能。要求给出状态转换表、 状态转换图和时序图，并进行自启动能力分析。
计算，列状态转换表
设电路初态 代入到次态方程和输出方程中
画出状态转换图
000
001
001
010
010
011
011
100
100
000
101
011
110
010
111
001
0 0 0 0 1 1 1
输出方程，计算出状态转换表，画出状态转换图，说明电路是否自启动。
计算，列状态转换表
顺序
0
000
0
设电路初态
1
001
0
代入到次态方程和输出方程中
2
010
0
画出状态转换图
3
011
0
4
100
1
5
00000来自10111
010
0
0
110
1
1
010
0
能自启动
0
111
1
1
000
0
例题
分析图所示的时序电路的逻辑功能。写出电路的驱动方程、触发器次态方程和 输出方程，计算出状态转换表，画出状态转换图，说明电路是否自启动。
1 能自启动
例题 分析图 给出的时序电路的逻辑功能。要求给出状态转换表、
状态转换图和时序图，并进行自启动能力分析。
画出时序图
说明电路的逻辑功能
•对时钟脉冲进行计数 •五进制的计数器 •Y端是进位输出端
一、 异步时序逻辑电路的分析方法 异步时序电路
时钟方程
（必须考虑）
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。）
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第二节 时序逻辑电路的分析方法
同步时序逻辑电路的分析方法
异步时序逻辑电路的分析方法
推出 下页 总目录
1
第二节 时序逻辑电路的分析方法
一、同步时序逻辑电路的分析方法
分析一个时序电路，就是要找出给定电路的逻辑功能。
具体地说，就是要求找出电路的状态和输出的状态， 在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。 一般步骤： 1. 写方程式 时钟方程：各个触发器时钟信号的逻辑表达式。
* Q1 (Q2 Q3 ) Q1 * Q1 Q3 Q2 Q2 Q1 Q2 * Q2 Q3 Q3 Q1 Q2 Q3
输出方程：
Y Q2 Q3
将驱动方程代入 特性方程 得状态方程：
Q* JQ K Q
10
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返回
第二节 时序逻辑电路的分析方法
A
1D
Q1 Q1
=1
=1
1D
C1
FF1
C1
Q2 Q2
Y
CLK
FF2
解：列写方程
驱动 D1 Q1 方程 D2 A Q1 Q2
状态 方程
* Q 1 D1 Q1 * Q2 D2 A Q1 Q2
C Q0Q3
时钟方程
CLK 0 CLK CLK1 Q0 CLK 2 Q1 CLK 3 Q0
上页
14逻辑电路的分析方法
电路的状态转换表 CLK 0 CLK CLK1 Q0 CLK 2 Q1 CLK 3 Q0 C Q0Q3
cp0的顺序
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 触发器状态
1K
Q2
clk3
1J C1
1K
Q3
FF0
FF1
FF2
FF3
上页
Q3
C
下页 返回
例6.2.3的异步时序逻辑电路
13
第二节 时序逻辑电路的分析方法
clk0
1J C1
1K
Q0
clk1
1J C1
1K
Q1
clk2
1J C1
1K
Q2
clk3
1J C1
1K
Q3
FF0
FF1
FF2
FF3
* Q0 * 状态 Q1 方程 Q* 2 Q* 3
* Q0 * Q1 * Q2 Q* 3
CLK 0 Q0 Q1 CLK 1 Q3 CLK 2 Q2 CLK 3 Q1Q2Q3
输出 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
时钟信号 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Q2 )) Y (( AQ1Q2 )( AQ1 输出方程 Q2 AQ1Q2 AQ1
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11
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返回
第二节 时序逻辑电路的分析方法
* Q 1 D1 Q1 * Q2 D2 A Q1 Q2
Q2 )) Y (( AQ1Q2 )( AQ1 Q2 AQ1Q2 AQ1
电路的状态转换图
C Q0Q3
/0
1110
1111
/1
0000
/0
0001
/0
0010
* Q0 * Q1 * Q2 Q* 3 /0
CLK 0 Q0 Q1 CLK 1 Q3 CLK 2 Q2 CLK 3 Q1Q2Q3
/ 0 1010
0011
/1
/0
/0
/0
0111
/1
1011
Q3Q2Q1Q0
1001
0100
/1
1101 1100
/0
1000
/C
/0
0110
/0
0101
/0
电路的状态转换图
电路逻辑功能：异步十进制加法计数器。
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16
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返回
/Y
Y
0
t
电路逻辑功能：七进制加法计数器。
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9
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返回
第二节 时序逻辑电路的分析方法
[例6.2.2] 分析下图时序逻辑电路的逻辑功能， 写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程， 画出电路的状态转换图。
A
1D
Q1 Q1
=1
=1
1D
C1
FF1
C1
Q2 Q2
Y
CLK
FF2
例6.2.2的时序逻辑电路 上页
电路的状态转换图
上页
12
下页
返回
第二节 时序逻辑电路的分析方法
二、异步时序逻辑电路的分析方法
[例6.2.3] 已知异步时序电路的逻辑图如图所示，
试分析它的逻辑功能， 画出电路的状态转换图和时序图。 触发器和门电路均为TTL电路。
1J C1
1K
Q0
clk0
clk1
1J C1
1K
Q1
clk2
1J C1
CLK的顺序 Q3
Q3 Q2
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
* * * Q1 Q3 Q1 Q2 Y
Q2
0 0 1 1 0 0 1 0 1 0
Q1
0 1 0 1 0 1 0 0 1 0
Y
0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 1 1 0 0
A/Y
Q2Q1
电路的状态转换表
* * Q2 Q1 Q2 Q1 00
0/0
01 10/0 00/0 11 00/1 10/0 10 11/0 01/0
A
Y
00
01 1/ 0 1/1 1/ 0 1/ 0 0/0 01 0/0
0 1
01/0 11/1
0 /1
00
逻辑功能：A=1时是减法计数器。
A=0时是加法计数器。
Y
CLK
FF1
FF2
FF3
例6.2.1的时序逻辑电路
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5
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第二节 时序逻辑电路的分析方法
1J C1 1K
Q1
Q1
1J C1 1K
Q2
Q2
1J C1 1K
&
Q3
Q3
Y
CLK
FF1
FF2
FF3
解：
J1 (Q2 Q3 ) K1 1 ) K 2 (Q1 Q3 驱动方程： J 2 Q1 J Q Q K 3 Q2 1 2 3
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4
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第二节 时序逻辑电路的分析方法
[例6.2.1] 分析图示时序电路的逻辑功能， 写出它的驱动方程、状态方程和输出方程。
FF1、FF2和FF3是主从结构的TTL触发器，
下降沿动作，输入悬空时和逻辑1状态等效。
Q1
Q1
1J C1 1K
1J C1 1K
Q2
Q2
1J C1 1K
&
Q3
Q3
/Y
一个无效状态111，其余七个为有效状态。
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8
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第二节 时序逻辑电路的分析方法
由电路的状态转换图画出时序图
CLK
000 /1 111 /1 110 /0 101 /0 100 /0 001 /0 010 /0 011 /0
Q1
0
t
t t t
电路的时序图
Q2
Q3
0 0
0
电路的状态转换图
Q3Q2Q1
输出方程：时序电路各个输出信号的逻辑表达式。
驱动方程：各个触发器同步输入端信号的逻辑表达式。 2. 求状态方程 把驱动方程代入相应触发器的特性方程即可求出。
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2
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第二节 时序逻辑电路的分析方法
3. 进行计算
把电路输入和现态的各种可能取值， 代入状态方程和输出方程进行计算， 求出相应的次态和输出方程。 注意事项： 状态方程有效的时钟条件，凡不具备时钟条件者， 触发器将保持原状态不变；
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6
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第二节 时序逻辑电路的分析方法
画出电路的状态转换表
* Q1 (Q2 Q3 ) Q1 * Q1 Q3 Q2 状态方程 Q2 Q1 Q2 * Q2 Q3 Q3 Q1 Q2 Q3
电路的状态转换表
电路状态转换表的另一种形式
15
Q3
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
Q2 Q1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
Q0 cp3 cp2 cp1 cp0 C
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
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第二节 时序逻辑电路的分析方法
0 1 0 1 0 1 0 0 1 0
Y
0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
000
/1 111 /1
/0
001
/0
010
/0
011
/0
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1
0 0 0 0 1 1 1 0 1 0
0 0 1 1 0 0 1 0 1 0
110
/0
101
/0
100
电路的状态转换图
Q3Q2Q1