数字电子技术 第5章 第2节 课件.ppt

* 分析写出激励函数后带入写出状态方程 一、同步时序逻辑电路的分析方法： 分析一个时序电路，就是找出给定时序电路的逻辑功能。 找出电路的状态和输出在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。 时序电路的逻辑功能可以用输出方程、激励(驱动)方程、和状态(特性)方程全面描述。因此，只要能写出给定逻辑电路的这三个方程，再根据这三个方程就能求出在任何给定的输入变量状态和存储电路状态下时序电路的输出和次态。 同步时序电路分析步骤： ★从给定的逻辑图中写出每个触发器的激励(驱动)方程（每个触发器输入信号的逻辑表达式）。 ★将激励方程代入相应的触发器特征方程，得出每个触发器的状态方程，由状态方程求出电路次态。 ★根据电路图写出电路的输出方程。 1、 根据电路图，写出触发器激励函数和输出 ① Z：时序电路输出 ② X、CP时序电路的输入 ③ 两级JK触发器作存储电路 ④ /Q1作为时序电路内输入信号，反馈至组合电路输入 ⑤ X、Q0经异或门作为J1、K1 的激励输入信号 ⑥ J0=K0=1 第一级触发器作计数状态 ⑦ 本电路两级触发器有统一时钟CP，是同步时序电路 ★这一步不能出错，否则后续分析是在错误方程中，分析出错误结果。 分析过程： CP =1 1 Z X 2、列出电路状态转换真值表 将触发器的现态Q1、Q0和外输入信号X作为整个时序电路的输入信号。 在输入变量X、 Q1，Q0 已知条件下，确定触发器输入J和K.从而得到触发器的次态Q1n+1，Q0n+1 。输出是由Q1Q0和X决定。 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Q0 Q1 X 已知条件： K1 J1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 K0 J0 Q0n+1 Q1n+1 Z 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 当现态Q0为0时，J0＝K0＝11 Q0n+1=/Qn 当现态Q1为0时，J1＝K1＝00 Q1n+1=Qn 输出Z:当X＝0，Z ＝1 当:X=1,Q1=0,Z=0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 ★状态转换真值表反映时序电路输入、触发器现态与次态之间的关系。 3、列出电路状态转换表，画出状态转换图 什么是状态转换表？ 以真值表的形式，表示电路的次态／输出（Q1n+1，Q0n+1/Z),与现态和输入(Q1Q0和X)之间的函数关系。 1 1 0 0 1 1 1 1 Z 1 0 0 1 0 1 1 0 Q1n+1 0 1 0 1 0 1 0 1 Q0n+1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 Q0 Q1 X 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 X Q1 Q0 由状态转换真值表作出电路状态转换表： 电路状态转换表 现态00，输入为0，次态01，输出为1 现态00，输入为1，次态11，输出为0 a、列Q1Q0全部组合 b、顶部标注输入X的可能状态 Q1n+1，Q0n+1/Z 01/1 10/1 11/1 00/1 11/0 00/0 01/1 10/1 10/1 00/1 11 01/1 11/1 10 00/0 10/1 01 11/0 01/1 00 1 0 X Q1Q0 由电路状态转换表画出状态转换图 现态Q1Q0为00，在输入X为0的作用下次态Q1n+1Q0n+1＝01，输出为Z=1 X/Z 4、功能描述： 从电路转换图中可以看出 X＝0时,状态转换是 00→01→10→11→00→┈ X＝1时,状态转移是 00→11→10→01→00→┈ X是作为控制信号： X＝０时,电路作二进制加１计数 X＝１时,电路作二进制减１计数 该电路是可控制计数器。 现态Q1Q0为00，在输入X为1的作用下次Q1n+1Q0n+1＝11，输出Z=0 00 01 10 11 0/1 0/1 0/1 0/1 1/0 1/0 1/1 1/1 5、画时序图 时序图反映了时序电路在给定初始状态下,对给定输入序列 的响应。 假定计数器的初始状态Q1Q0＝00 外输入 X 的输入电平序列为111100001 每一个CP脉冲为一个节拍，共九个CP 求时序电路的响应 ② 利用状态转换图作出时序电路响应序列，然后作时序图。 ①作时序图方法： 画时序图的目的： 时序图可以形象地说明时序电路的工作情况。便于和实验结果相比较（用波形图来表示电路功能） 将时序电路的状态以十进制数表示，00→0，01→1，10→2