时序逻辑电路分析ppt课件

驱动（激励）方程：Yi
Hi ( X1,...,
X
n
,
Q
n 1
,...,
Qnk )
状态方程：
Q
n
1 i
Fi (Y1,..., Yr , Qn1,...,
QnkHale Waihona Puke Baidu)
i 1,..., m i 1,..., r i 1,..., k
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举例说明时序逻辑电路描述方法：
1. 逻辑方程组
输出方程
A
&
D0 1D
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时序逻辑电路分析的任务： 分析时序逻辑电路在输入信号的作用下，其状态和
输出信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。
分析过程的主要表现形式:
时序电路的逻辑能是由其状态和输出信号的变化 的规律呈现出来的。所以，分析过程主要是列出电路状 态表或画出状态图、工作波形图。
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4.3.1 分析同步时序逻辑电路的一般步骤:
00 01 10 11
Q1n1Q0n1 / Y
A=0 00/0 01/0 10/0 11/0
A=1 01/0 10/0 11/0 00/1
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(4) 画出状态图
Q1n Q 0n
Q1n1Q0n1 / Y
A=0
A=1
Q1Q0 A/Y
0/0
0/0
00
1/0
01
00 00/0 01/0
1/1
1/0
01 01/0 10/0
存储电路 输出
•••
组合电路
存储电路
•••
Z1 外部输出 Zm
•••
Y1 Yr
内部输出
•••
存储电路 输入
触发器是构成时序逻辑电路的最主要的单元
1
4.2.2 时序逻辑电路的分类：
按时序电路中触发器的动作特点来分： 1. 同步时序电路 2. 异步时序电路 按时序电路输出信号的特点来分： 1. 米里型（Mealy) 2. 莫尔型 (Moore)
Y
A=0
A=1
A
00 00/0 10/0
Q0
0 1 0 0/ 1 0 1 / 0
Q1
10 00/1 11/0
Y
1 1 0 0/ 1 0 1 / 0
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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4.3 时序逻辑电路的分析
4.3.1 分析同步时序逻辑电路的一般步骤 4.3.2 同步时序逻辑电路分析举例 4.3.3 分析异步时序逻辑电路的一般步骤 4.3.4 异步时序逻辑电路分析举例
Q Q n1 n1
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 A / Y 1/0
0/1
00
01
1/0 0/1
1/0
10
0/1 1/0
11
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4. 时序图 根据状态表画出波形图
状态表
CP
Q1n Q0n
Q Q n1 n1 10
/
Mealy电路 电路的输出是输入变量及触发器现态的函数， 这类时序电路亦称为Mealy型电路
Ii
组
合
电
E
路k
CP 或 CP
组
合
存储电路 S m
电 路
j O
4
Moore型电路
电路输出仅仅取决于各触发器的现态，而不受电路当时的输入 信号影响或没有输入变量，这类电路称为Moore型电路
Ii
组
合
电
E
路k
CP 或 CP
10 10/0 11/0 11 11/0 00/1
11
10
1/0
0/0
0/0
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(5) 逻辑功能分析
观察状态图可知，电路是一个由信号A控制的可控
二进制计数器。当A=0时停止计数，电路状态保持不变；
当A=1时，在CP上升沿到来后电路状态值加1，一旦计数到
Q1n1 Q0n A Q0n1 ( Q0n Q1n )A
状态表
Q1n Q0n
00 01 10 11
Q Q n1 n1
1
0
/
Y
A=0
A=1
00/0 10/0
0 0/ 1 00/1 0 0/ 1
01/0 11/0 01/0
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3. 状态图 根据状态表画出状态图
状态表
Q1n Q0n
00 01 10 11
Q0
≥1
C1
Q0
Y ( Q0 Q1 )A
激励方程组
D0 ( Q0 Q1 )A
FF0
&
D1 1D
Q1
D1 Q0 A
状态方程组
C1
CP
Q1
Qn1 D
FF1 & 1
Y Q0n1 ( Q0n Q1n )A
Q1n1 Q0n A
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2. 状态表
根据方程组列出状态转换表
输出方程 Y ( Q0 Q1 )A 状态方程组
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4.3.2 同步时序逻辑电路分析举例
例1 试分析如图所示时序电路的逻辑功能。
A
T0 1T
Q0
& Y
C1 Q0
G2
FF0
& T1
Q1
1T
CP
G1
C1 Q1
FF1
解： (1)了解电路组成。
电路是由两个上升沿触发的T 触发器组成的同步、Mealy时序电路。
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(2) 根据电路列出三个方程组
输出方程组:
4.2 时序逻辑电路的基本概念
4.2.1 时序电路的基本结构
结构：一定包含存储电路(触发器组成)，而且它的输出往往反馈到输 入端，与输入变量一起决定电路的输出状态。
特点：任意时刻输出不仅取决于该时刻输入，而且还与原来的状态有 关。具有记忆功能。
x1
外部输入
xn
内部输入
时序电路的状态
•••
Q1 Qk
•••
Y=AQ1Q0
激励方程组: T0=A T1=AQ0
将激励方程组代入T触发器的特性方程得状态方程组
Qn1 T Qn
Q
n1 0
A
Q
n 0
Q1n1
(
AQ
n 0
) Q1n
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(3) 根据状态方程组和输出方程列出状态表
Q
n1 0
A
Q
n 0
Q1n1
(
AQ
n 0
) Q1n
Y =A Q1Q0
Q1n
Q
n 0
组
合
存储电路 S m
电 路
j O
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4.2.3 时序逻辑电路的描述方法：
x1 xn
•••
Q1 Qk
•••
•••
组合电路
存储电路
•••
Z1 Zm
•••
Y1 Yr
•••
1. 逻辑方程组 2. 状态表 3. 状态图 4. 时序图
输出方程:
Zi Gi ( X1,..., X n , Qn1,..., Qnk )
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(驱动)方程; （3）状态方程: 将每个触发器的驱动方程代入其特性 (状态)
方程得状态方程。 3.列出状态转换表、画出状态图和波形图；
４.确定电路的逻辑功能。
2
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。
异步： 没有统一的时钟脉冲或没有时钟脉冲，电路 的状态更新不是同时发生的。
X
=1
Q1
Q2
“ 1”
1J
1J
&Z
1D
1D
CP
＞C1
＞ C1
CP ＞
＞
1K
Q1
1K
Q2
Q0 FF0
FF1 Q1
&
FF1
FF2
Y
Q0
Q1
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Mealy 型和 Moore型时序电路