时序逻辑电路的分析与设计方法.ppt

时序逻辑电路的分析与设计方法 例 试分析下图所示的时序逻辑电路 2)、根据逻辑图得到输出方程 状态转换表：是反映时序逻辑电路在同步时钟脉冲的作用下电路 状态输出的变化规律 4)、计算状态转换表： 有效循环 简化的状态转换表： 6)、根据以上的分析、该电路是一种同步七进制记数器,带进位、 具有自启动能力. 7)、画时序图(在时钟脉冲作用下的输出状态波形图) 比较，得驱动方程： 电路图 5 Y FF 0 FF 1 FF 2 CP Q 1 Q 1 Q 2 Q 2 1J CP 1K 1J CP 1K 1J CP 1K Q 0 Q 0 1 检查电路能否自启动 6 将无效状态111代入状态方程计算： 可见111的次态为有效状态000，电路能够自启动 设计一个串行数据检测电路，当连续输入3个或3个以上1时，电路的输出为1，其它情况下输出为0。例如： 输入X 101100111011110 输出Y 000000001000110 例 1 建立原始状态图 S0 S1 S2 S3 设电路开始处于初始状态为S0。 第一次输入1时，由状态S0转入状态S1，并输出0； 1/0 X/Y 若继续输入1，由状态S1转入状态S2，并输出0； 1/0 如果仍接着输入1，由状态S2转入状态S3，并输出1； 1/1 此后若继续输入1，电路仍停留在状态S3，并输出1。 1/1 电路无论处在什么状态，只要输入0，都应回到初始状态，并输出0，以便重新计数。 0/0 0/0 0/0 0/0 原始状态图中，凡是在输入相同时，输出相同、要转换到的次态也相同的状态，称为等价状态。状态化简就是将多个等价状态合并成一个状态，把多余的状态都去掉，从而得到最简的状态图。 状态化简 2 状态分配 3 所得原始状态图中，状态S2和S3等价。因为它们在输入为1时输出都为1，且都转换到次态S3；在输入为0时输出都为0，且都转换到次态S0。所以它们可以合并为一个状态，合并后的状态用S2表示。 S0=00S1=01S2=10 * * 第五章 时序逻辑电路 .1 时序逻辑电路概述 .2 时序逻辑电路的分析方法 .3 时序逻辑电路的设计方法 时序逻辑电路的分析与设计方法 1、时序电路的特点 时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅与该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。 .1 时序逻辑电路概述 表示输入 表示输出 表示存储输入 组合逻辑电路 存储电路 表示存储输出 2、时序电路逻辑功能的表示方法 时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态图、时序图和逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。 逻辑表达式有： 输出方程 状态方程 激励方程(驱动方程) D Q F CP Q X CP Y 输出方程: 驱动方程: 状态方程： 3、时序电路的分类 （1） 根据时钟分类 同步时序电路：各个触发器的时钟脉冲相同，即电路中有一个统一的时钟脉 冲，每来一个时钟脉冲，电路的状态只改变一次。 异步时序电路：各个触发器的时钟脉冲不同，即电路中没有统一的时钟脉冲 来控制电路状态的变化，电路状态改变时，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。 （2）根据输出分类 米利型时序电路：输出不仅与现态有关，而且还决定于电路当前的输入。 穆尔型时序电路：输出仅决定于电路的现态，与电路当前的输入无关； 或者根本就不存在独立设置的输入，而以电路的状态直接作为输出。 电路图 时钟方程、驱动方程和输出方程 状态方程 状态图、状态表或时序图 判断电路逻辑功能 1 2 3 5 时序电路的分析步骤： 计算 4 .2 时序逻辑电路的分析方法 例 时钟方程： 输出方程： 输出仅与电路现态有关，为穆尔型时序电路。 同步时序电路的时钟方程可省去不写。 驱动方程： 1 写方程式 2 求状态方程 JK触发器的特性方程： 将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程： 3 计算、列状态表 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1