时序逻辑电路分析方法的探讨

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Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｃ’ｇＹ｛ｎｎｏｖａｔｌｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　

时序逻辑电路分析方法的探讨　

张艳　
（陕西工业职业技术学院　陕西咸阳　７　１　２０００）　

学术论坛　

摘要：时序逻辑电路是组成数字控制系统的基本单元，其逻辑功能的分析方法是分析数字控制系统功能的基础，本文叙述一种比较科学　
的分析时序逻辑电路功能的方法　
关键词：时序电路　分析方法　研究　
中图分类号：ＴＰ１　７　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７４－０９８Ｘ（２００８）ｌ　０（ａ）一０ｌ　７６—０１　

分析时序电路，就是根据给定的时序逻辑　电路图，在输人信号及时钟脉冲作用下，找出　电路的状态和输出的变化规律，从而归纳其逻　辑功能。具体讲，首先写出给定逻辑电路的输　出方程、状态方程及驱动方程。然后推算电路　的状态转换表，作状态图及时序图，尽而确定　所给电路的逻辑功能和工怍特点。归纳起来　可按以下５个步骤进行分析。　１根据逻辑图求触发器的时钟方程、驱动　方程　如图１所示，该电路为同步时序电路，各　触发器的时钟方程为：　？　．　驱动方程为：　２求各触发器的状态方程　依据ＪＫ触发器的特性方程　：　．　－，将各触发器的驱动疗程代人特性方　程得状态方程分别为　图１时序电路　图２次态卡诺图　状态方程实际上是依据触发器的不同连　线具体化了的触发器的特性方程，它直接反映　了电路中各触发器状态变化规律，因而对时序　电路功能分忻特别重要。　３推算状态转换表　在组合电路中，常用真值表反映在某一输　入值时电路输出的逻辑值，以表示电路的逻辑　功能。而时序电路中是使用状态转换表来表　示电路的逻辑功能。所谓状态转换表就是以　ｎ时刻电路的状态作为输入变量，以（Ⅳ十１）时刻　的状态作为输出变量的真值表。　目前，推算状态转换表的过程是：把电路　的输入信号和现态的各种可能取值组合代入　状态方程和输出方程，求出相应的次态和输出　信号值，然后列表示出。采用这种方法，分析　计算过程非常麻烦，也容易出错。本人在长期　的教学工作中，经过大量的实践，总结出一套　比较系统的推算同步时序电路状态转换表的　方法．其过程是：将状态方程看作次态逻辑函　数表达式，先将次态逻辑函数表示成卡诺图形　式，然后由次态卡诺图可以很方便地列出状态　转换表。此法简单易行，容易掌握转换要点，　Ｉ｝　ｌｌ｛｛ｌ，ｌ｝｛．　｝　｝　－　｝　一　一　ｌ・　’：，ｔ・　；　ｌｌ　ｉ｝　图３状态图　一　ｌｌｌ　～　；　，　．　ｌ　；　图４时序图　表１状态转换表　１　７６　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　也可避免错误的出现。　
以上４个状态方程表示为卡诺图如图２所　
示。　
『衣据次态卡诺图转换成的状态转换表如　
表ｌ。　

４由状态转换表作电路的状态图和时序图　
描述时序电路逻辑功能除了状态转换表　
以外，状态图也是常用的方法。状态图是反　
映时序电路状态转换规律及相应输入、输出　
信号取值情况的几何图形。实质上是列出电　
路所具有的若干个状态以及状态变化的顺序　
和输出情况。该时序电路的状态图如图３所　

。　
时序图反映了输入信号、输出信号及各　

触发器状态取值在时间上对应关系的波形图。　
该电路的时｝芋图如图４所示。　

５判断电路能否自启动并说明其逻辑功能　
判断一个电路是否能够自起动，实际上是　
在某些特定状态下，对电路进行分析的过程。　
自起动能力是指电路的状态处在任意态（本例　
中为ｌＯ１０～Ｉ１Ｉｌ等６个状态中的任一个）时，　
能否经过苦干个时钟脉冲后返回到主循环状　
态（本例中为ｌ００１～００００状态）中。　
由次态卡诺图可以得到电路状态为　
１叭０～１１ｌ１时的次态情况，例如：现态为ｌｌｌ１　
分别从Ｑ　、Ｑ，　、Ｑ．”　、Ｑ　的卡诺图上　
的相应方恪得次态为ｌｌ　ｌ０，１　ｌ１０的次态为　
０ｌＯｌ。同理：ｌｌ０ｌ一＋ｌｌ０Ｏ一００１ｌ；ｌ０１１—１０１０　
＋
叭０１。由此可知该电路能够自起动。　
综上所述，该电路是一个同步十进制减法　
计数器。　

参考文献　
【１】郭永贞．数字电子技术．西安：西安电子科　
技大学出版社，２００１．