时序逻辑电路应用举例1
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时序逻辑电路cp脉冲信参与输出时序逻辑电路是一种特殊类型的数字电路,其输出状态不仅取决于当前输入信号,还取决于输入信号的先前状态。
时序逻辑电路能够用于实现计数器、寄存器、状态机等电路,广泛应用于数字逻辑系统中。
在时序逻辑电路中,时钟信号是非常重要的一个输入信号。
时钟信号通常以周期性的脉冲信号形式存在,它会定时触发电路中的各个逻辑门或触发器。
当时钟信号上升沿或下降沿到来时,电路中的计算、存储或状态转换等操作会被触发。
因此,时钟信号的频率和相位是时序逻辑电路设计中需要考虑的重要因素之一。
时序逻辑电路中的脉冲信号也是一种重要的参与输出的信号。
脉冲信号使时序逻辑电路能够在特定的时钟脉冲到来时,对输入信号进行处理并生成输出信号。
举例来说,假设我们设计了一个简单的4位二进制计数器。
计数器需要从0开始依次计数到15,然后再回到0重新计数。
在这个计数器电路中,时钟信号驱动计数器进行计数操作,而脉冲信号则用于检测计数值是否达到15,如果达到15,则产生一个输出脉冲信号来表示计数器已经溢出。
具体实现时,我们可以使用触发器来存储当前计数值。
在每个时钟脉冲到来时,计数器会根据当前计数值进行加1操作,并将加1后的结果存储回触发器中。
当计数值为15时,则产生一个脉冲信号来表示溢出。
在这个例子中,脉冲信号直接参与计数器的输出,用于表示计数器是否溢出。
这种设计方式非常常见,在许多应用中都能见到。
脉冲信号作为一种简洁、高效的输出形式,通常用于表示某些特定事件的发生或状态的改变。
除了计数器,时序逻辑电路中的脉冲信号还可以用于实现状态机。
状态机是一种能够根据输入信号的不同而切换不同状态的电路。
在状态机中,脉冲信号通常用于触发状态的转换。
当输入信号满足某些条件时,状态机会生成一个脉冲信号,该脉冲信号用于切换到下一个状态或执行某个特定的操作。
总的来说,时序逻辑电路中的脉冲信号是一种重要的参与输出的信号。
脉冲信号能够在特定的时钟脉冲到来时,实现一些特定的操作,如计数、状态转换等。
第六章时序逻辑电路典型例题分析第一部分:例题剖析触发器分析例1在教材图6.1所示的基本RS触发器电路中,若⎺R、⎺S 的波形如图P6.1(a)和(b),试分别画出对应的Q和⎺Q端的波形。
解:基本RS触发器,当⎺R、⎺S同时为0时,输出端Q、⎺Q均为1,当⎺R=0、⎺S=1时,输出端Q为0、⎺Q为1,当⎺R=⎺S=1时,输出保持原态不变,当⎺R=1、⎺S=0时,输出端Q为1、⎺Q为0,根据给定的输入波形,输出端对应波形分别见答图P6.1(a)和(b)。
需要注意的是,图(a)中,当⎺R、⎺S同时由0(见图中t1)变为1时,输出端的状态分析时不好确定(见图中t2),图中用虚线表示。
例2 在教材图6.2.3(a)所示的门控RS触发器电路中,若输入S 、R和E的波形如图P6.2(a)和(b),试分别画出对应的输出Q和⎺Q端的波形。
解:门控RS触发器,当E=1时,实现基本RS触发器功能,即:R=0(⎺R=1)、S=1(⎺S=0),输出端Q为1、⎺Q为0;R=1(⎺R=0)、S=0(⎺S=1)输出端Q为0、⎺Q为1;当E=0时,输出保持原态不变。
输出端波形见答图P6.2。
例3在教材图6.2.5所示的D锁存器电路中,若输入D、E的波形如图P6.3(a)和(b)所示,试分别对应地画出输出Q和Q端的波形。
解:D锁存器,当E=1时,实现D锁存器功能,即:Q n+1=D,当E=0时,输出保持原态不变。
输出端波形见答图P6.3。
例4在图P6.4(a)所示的四个边沿触发器中,若已知CP、A、B的波形如图(b)所示,试对应画出其输出Q端的波形。
设触发器的初始状态均为0。
解:图中各电路为具有异步控制信号的边沿触发器。
图(a)为边沿D触发器,CP上升沿触发,Q1n+1= A,异步控制端S D接信号C(R D=0),当C=1时,触发器被异步置位,输出Q n+1=1 ;图(b)为边沿JK触发器,CP上升沿触发,Q2n+1= A⎺Q2n +⎺BQ2n,异步控制端⎺R D接信号C(⎺S D =1),当C=0时,触发器被异步复位,输出Q n+1=0;图(c)为边沿D触发器,CP下降沿触发,Q3n+1= A,异步控制端⎺S D接信号C(⎺R D =1),当C=0时,触发器被异步置位,输出Q n+1=1;图(d)为边沿JK触发器,CP下降沿触发,Q4n+1= A⎺Q4n +⎺BQ4n,异步控制端R D接信号C(S D =0),当C=1时,触发器被异步复位,输出Q n+1=0。
第五章时序逻辑电路前面介绍的组合逻辑电路无记忆功能。
而时序逻辑电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号,而且与电路原来的状态有关,或者说与电路以前的输入状态有关,具有记忆功能。
触发器是时序逻辑电路的基本单元。
本章讨论的内容为时序逻辑电路的分析方法、寄存器和计数器的原理及应用。
第一节时序逻辑电路的分析一、概述1、时序逻辑电路的组成时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成,结构框图如图5-1所示。
图中外部输入信号用X(x1,x2,…,x n)表示;电路的输出信号用Y(y1,y,…,y m)表示;存储电路的输入信号用Z(z1,z2,…,z k)表示;存储电2路的输出信号和组合逻辑电路的内部输入信号用Q(q1,q2,…,q j)表示。
图5-1 时序逻辑电路的结构框图可见,为了实现时序逻辑电路的逻辑功能,电路中必须包含存储电路,而且存储电路的输出还必须反馈到输入端,与外部输入信号一起决定电路的输出状态。
存储电路通常由触发器组成。
2、时序逻辑电路逻辑功能的描述方法用于描述触发器逻辑功能的各种方法,一般也适用于描述时序逻辑电路的逻辑功能,主要有以下几种。
(1)逻辑表达式图5-1中的几种信号之间的逻辑关系可用下列逻辑表达式来描述:Y =F(X,Q n)Z =G(X,Q n)Q n+1=H(Z,Q n)它们依次为输出方程、状态方程和存储电路的驱动方程。
由逻辑表达式可见电路的输出Y不仅与当时的输入X有关,而且与存储电路的状态Q n有关。
(2)状态转换真值表状态转换真值表反映了时序逻辑电路的输出Y、次态Q n+1与其输入X、现态Q n的对应关系,又称状态转换表。
状态转换表可由逻辑表达式获得。
(3)状态转换图状态转换图又称状态图,是状态转换表的图形表示,它反映了时序逻辑电路状态的转换与输入、输出取值的规律。
(4)波形图波形图又称为时序图,是电路在时钟脉冲序列CP的作用下,电路的状态、输出随时间变化的波形。
应用波形图,便于通过实验的方法检查时序逻辑电路的逻辑功能。