数字电路异步时序电路分析.ppt

2、异步时序电路分析,分析步骤：,1T CI,1T CI,1T CI,1T CI,CP,RD,解：4位CP下降沿触发的T触发器构成。 触发器1的时钟为CP 触发器2的时钟为Q1 触发器3的时钟为Q2 触发器4的时钟为Q3,Q1,Q2,Q3,Q4,例1：, 状态方程： Q1n+1=Q1n CP Q2n+1=Q2n Q1 Q3n+1=Q3n Q2 Q4n+1=Q4n Q3, 状态转移表：,例2：分析图示时序电路,解：,该电路是异步时序电路,注：异步电路的分析应考虑时钟信号,1）. 各触发器的控制函数和时钟方程,2）. 各触发器的状态方程,当时钟脉冲 跳变沿 到来时，方程成立 无时钟，保持原态,3）. 态序表,计数脉冲CP,0,1,0,0,1,1,1,0,2,0,1,0,1,1,1,3,0,1,1,1,1,0,4,1,0,0,1,1,1,5,0,0,0,1,1,0,“1”表示有时钟跳变沿 “0”表示无时钟跳变沿,模5异步 计数器,4）. 时序图,电路为一模5异步计数器,逻辑功能：,设初态 为：,000,计数器：是一种能统计输入脉冲个数的时序电路 1、 同步计数器： 同步二进制计数器 同步二十进制计数器 集成同步计数器 2、 异步计数器： 异步计数器的分析 集成异步计数器,二 常用时序逻辑电路：,计数器除了可对时钟脉冲计数，也可用来 定时、分频、和执行数字运算等。 a 根据脉冲引入方式： 同步计数器 异步计数器 b 根据数字增减： 加法计数器 减法计数器 可逆计数器,二进制计数器 十进制计数器 c 按计数进制来分类： 任意进制计数器 可变进制计数器 8421BCD计数器 d 按计数编码来分类：5421BCD计数器 余3码计数器 e按集成度来分类： 小规模计数器 中规模计数器,1、同步计数器： 是将计数脉冲同时引入到各级触发器， 当CP计数脉冲触发时，各级触发器的 状态同时发生转移。,1J CI 1 1K R,1J CI 2 1K R, 1J CI 3 1K R, 1J CI 4 1K R,Z,Q1,Q2,Q3,RD,CP,同步二进制加法计数器电路,Q4,分析： 驱动方程： J1=1，K1=1 J2=K2=Q1n J3=K3=Q2nQ1n J4=K4=Q3nQ2nQ1n, 因此，各级触发器的状态转移方程： Q1n+1=Q1 n Q2n+1=Q1nQ2n+Q1nQ2n Q3n+1=Q2nQ1nQ3n+Q2nQ1nQ3n Q4n+1=Q3nQ2nQ1nQ4n +Q3nQ2nQ1nQ4n 输出函数表达式 Z= Q4nQ3nQ2nQ1n, 根据得到状态转移表,因此，这种计数器又称为模16计数器，或 4位二进制计数器。 很明显，计数器从0000开始计数，它的不同 状态可以表示已经输入的计数脉冲的数目，具 有加法计数的功能。Z为计数器的进位输出信号， 即计算到模16时才输出一个高电平。, 同步二十进制计数器 人们对二进制不如对十进制熟悉，二进制也 不便于译码显示输出，因此常用二进制电路 完成十进制计数功能。 电路如图所示：,1J CI 1 1K R, 1J CI 3 1K R, 1J CI 4 1K R, 1J CI 2 1K R,Z,Q1,Q2,Q3,Q4,RD,CP,Q4,同步二十进制加法计数器,分析： 驱动方程： J1=K1=1 J2=Q4nQ1n , K2=Q1n J3=Q2nQ1n, K3=Q2nQ1n J4=Q3nQ2nQ1n, K4=Q1n, 状态转移方程： Q1n+1=Q1n Q2n+1=Q4nQ1nQ2n+Q1nQ2n Q3n+1=Q2nQ1nQ3n+Q2nQ1nQ3n Q4n+1=Q3nQ2nQ1nQ4n +Q1nQ4n Z=Q4nQ1n, 状态转移表,0000,1001,1000,0111,0110,0001,0010,0011,0100,0101,1010,1101,1100,1111,1110,1011,状态 转移图,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/0,/1,/1,/1,/1,一共有16种（4位二进制）不同的代码组 合，因此有16种不同的状态, 其中6种状态是无 效状态或偏离状态（即1010，1011， 1100， 1101，1110，1111） 检查自启动特性后发现，若计数器受到某 种干扰，错误地进入到偏离状态后，在经过一 个或n个计数脉冲作用后，能自动转入到有效序 列，具有自启动特性。,（4）工作波形,CP,Q1,Q2,Q3,Q4,Z,Z信