时序逻辑电路分析ppt课件

第11章 时序逻辑电路分析
M/CO1 M/CO2
1/0
110 111
0/1
0/0
0/0
000 001 010
0/1
0/0
101 100 011
0/0
0/0
001
1/0
1/0
1/1
010 000 111
1/1 1/0
101
1/0
011 100 110
1/1
1/1
图 11.9 状态图
第11章 时序逻辑电路分析
第11章 时序逻辑电路分析
为进一步说明时序电路的特点，先分析图11.1（a） 给出的一个简单的时序电路。它由两部分组成：一部分 是由 3 个与非门构成的组合电路；另一部分是由T触发器 构成的存储电路， 它的状态在CP下降沿到达时发生变化。 组合电路有 3 个输入信号X、CP和Q，其中，X、CP为外 输入信号，Q为存储电路T触发器的输出；有两个输出信 号Z和T，其中Z为电路的输出，T为反馈信号，用作T触 发器的输入。由电路可以写出T触发器的驱动方程、状态 方程和电路输出Z的方程。
=(XQn+ X Q )n·CP↓
（11.3）
注意: Qn表示现态，Qn+1表示次态（新状态）。
第11章 时序逻辑电路分析
由T触发器的状态方程和输出方程， 可以画出电路的工 作波形，如图11.1（b）所示。 图中（A）和（B）是T触发 器原始状态为0时的工作波形， （C）和（D）是T触发器原 始状态为1时的工作波形。比较波形(B）和(D)可见，虽然输 入信号X和CP完全相同，但是由于T触发器的原状态不同， 输出则不同。由此可见，时序电路的输出不仅取决于当时的 输入信号X和CP，而且还取决于电路内部存储电路（T触发 器）的原状态。

6.4 顺序脉冲发生器
顺序脉冲
分类
计数型 移位型 : 计数器+译码器
6.4.1 计数型顺序脉冲发生器
一、电路组成 由四进制计数器( JK 触发器) 和译码器构成
Q1n Q0n
Y0
&
Q1nQ0n
Y1
&
Q1n Q0n
Y2 &
Q1nQ0n
Y3 &
1
Q0
1J
FF0 C1 1K
Q0
RD
1
Q1 FF1 Q1
1J C1 1K RD
三、用 MSI 构成顺序脉冲发生器
1 CP
DDDD0123
74LS163
LD CR
CCTTTP
Q0
3位二进 Q1
制计数 QQ23
CO
74LS138
SSTTAB STC
Y0 Y1 Y2
译码 YY34
Y5
YY67
74LS374
EN
0D
0Q
1D
1Q
2D 缓冲2Q
3D 4D
寄存
3Q 4Q
5D
5Q
6D
6Q
7D
Q0
Q1
Q2
FF0
FF1
FF2
1D C1 R 1D C1 R
1D C1 R
Q0n1
Q0n
Q1n
Q
n 2
Q3
Q1n1 Q0n
FF3
Q2n1 Q1n
1D C1 R
Q3n1 Q2n
CP
1
CR
CP
不需译码器。不会
Q0
产生竞争冒险。状
Q1
态利用率低。

Q2n Q1n Q0n Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1
0000 0 1 0010 1 0
Qn 21D2Q1n
0101 0 0 0111 1 0
（3）列状态表、画状态图 1 0 0 0 0 1
和时序图
1010 1 0
图6.2.6
(FIASH)
1101 0 0 1111 1 0
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数字电子技术
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6.3.2 同步时序逻辑电路设计举例
同步计数器设计步骤： （1）确定状态数和触发器个数。
2n1M2n 其中：M状态数
n触发器个数 （2）列出状态表和驱动表。 （3）按驱动表作驱动方程。 （4）按驱动方程作逻辑图。 （5）画出完整的状态图，检查设计的计数器 能否自起动。
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（2）将驱动方程带入相应触发器的特征方程，求 出时序逻辑电路的状态方程。
（3）列状态表、画状态图或时序图。 （4）用文字描述给定时序逻辑电路的功能。
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6.2.2 同步时序逻辑电路的分析举例
例6.2.1 分析右图所示时序电路
图6.2.1
解：（1）写出各逻辑方程
(FIASH)
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例：用JK触发器设计同步五进制递增计数器 解：（1）五进制有5个状态，23≥ 5，用三个触发器。
五进制递增计数器状态图：
000
001
010
100
011
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(2)作状态表和驱动表 000 100
001
010
011

0
Q0
0
0
1
1
0
0
Q1
0
0
Q2
0
0
1
0
0
0
Z
0
0
1
0
逻辑功能分析：异步5进制加法计数器。
电气与信息工程系
【解2】利用状态转换图分析
（l）写出驱动方程、时钟方程和状态方程
J2 Q1nQ0n
J1 1
J0
Q
n 2
K2 1
K1 1
K0 1
CP2 CP
CP1 Q0 CP0 CP
将驱动方程代入的特性方程 Qn1JQnKQn可得状态方程：
x1
z1
组合逻辑
xi
电路
zj
q1
w1
存储电路
ql
wk
信号间的逻辑关系可以用 三个向量方程来表示:
输出方程：
Z( tn ) = F[X(tn),Q(tn)]
电路输出变量逻辑式
驱动方程：
W( tn ) = H[X(tn),Q(tn)]
各触发器输入端的逻辑式
状态方程：
Q(tn+1) = G[W(tn),Q(tn)]
"1" 1K
RD Q0
RD
FF1 1J Q1 & C1 1K
RD Q1
FF2
1J Q2 C1 1K
RD Q2
Z &
电气与信息工程系
FF0
1J Q0
CP
C1
"1" 1K
RD Q0
RD
FF1 1J Q1 & C1 1K
RD Q1
（1）写出各触发器的驱动方程：