时序逻辑电路的分析和设计.ppt

2019/7/25,数字电子技术,1,第六章 时序逻辑电路的分析和设计,6.1 时序逻辑电路的基本概念,6.1.1 时序逻辑电路的基本结构及特点,时序逻辑电路在任一时刻的输出信号不仅与当时的,输入信号有关，还与电路原来的状态有关。,时序逻辑电路不仅包含组合逻辑电路，还含有存储,电路，因而有记忆能力。,2019/7/25,数字电子技术,2,2019/7/25,数字电子技术,3,2019/7/25,数字电子技术,4,2019/7/25,数字电子技术,5,6.2 时序逻辑电路的分析方法,2019/7/25,数字电子技术,6,6.2.2 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 (FIASH),解：（1）写出各逻辑方程 同步时序电路的CP的逻辑表达式可不写 输出方程： Z= Q1n Q0 驱动方程：J0=1，K0=1 J1=XQ0n ， K1= XQ0n,2019/7/25,数字电子技术,7,（2）将驱动方程代入JK触发器的特征方程，得,到次态方程：,驱动方程：J0=1，K0=1 J1=XQ0n ， K1= XQ0n,状态方程：,2019/7/25,数字电子技术,8,（3）状态表、状态图、时序图,图6.2.2 (FIASH),（4）逻辑功能：可控计数器,2019/7/25,数字电子技术,9,例6.2.2 分析右图所示时序电路,图6.2.4 (FIASH),解：（1）写出各逻辑方程 输出方程：,驱动方程：,2019/7/25,数字电子技术,10,（2）将驱动方程代入D触发器特性方程得到次态方程,（3）列状态表、画状态图 和时序图,图6.2.6 (FIASH),2019/7/25,数字电子技术,11,（4）逻辑功能： 脉冲分配器，节拍脉冲产生器。 电路仅001、010、100三个状态构成循环，为有效状态，而其余各状态均为无效状态。当电路处于无效状态时，在CP脉冲的作用后，电路能自动进入有效序列，电路具有自启动能力。,图6.2.5 (FIASH),2019/7/25,数字电子技术,12,6.2.3 异步时序逻辑电路的分析举例,例：分析右图所示逻辑电路,解：（1）CP的逻辑表达式： CP0=CP CP1=Q0 输出方程： Z= Q1n Q0 驱动方程：D0= Q0n ，D1= Q1n,图6.2.7 (FIASH),2019/7/25,数字电子技术,13,（2）各触发器的次态方程：,（3）状态表、状态图、时序图,图6.2.8 (FIASH),（4）逻辑功能：异步四进制减法计数器,2019/7/25,数字电子技术,14,6.3 同步时序逻辑电路的设计方法,2019/7/25,数字电子技术,15,6.3.2 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。 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。,2019/7/25,数字电子技术,16,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：,2019/7/25,数字电子技术,17,(2)作状态表和驱动表,0 0 0,1 0 0,1 0 0,0 1 1,0 1 1,0 1 0,0 1 0,0 0 1,0 0 1,0 0 0,Q2n+1 Q1n +1 Q0n +1,J0 K0,J1 K1,J2 K2,Q2n Q1n Q0n,2019/7/25,数字电子技术,18,0 0 0,1 0 0,1 0 0,0 1 1,0 1 1,0 1 0,0 1 0,0 0 1,0 0 1,0 0 0,Q2n+1 Q1n +1 Q0n +1,J0 K0,J1 K1,J2 K2,Q2n Q1n Q0n,JK触发器状态图：,0 x 0 x 1 x,0 x 1 x x 1,0 x x 0 1 x,1 x x 1 x 1,x 1 0 x 0 x,2019/7/25,数字电子技术,19,K0 = 1,(3)作卡诺图求驱动方程,2019/7/25,数字电子技术,20,J1 = Q0,K1 = Q0,2019/7/25,数字电子技术,21,J2 = Q1 Q0,K2 = 1,2019/7/25,数字电子技术,22,(4)逻辑图,2019/7/25,数字电子技术,23,（5）验证电路逻辑功能，并检查是否能“自启动”,自启动：在输入计数脉冲后能够自动转入,有效状态循环,将下列驱动方程,代入JK触发器的特征方程：,可得到状态方程，,2019/7/25,数字电子技术,24,2019/7/25,数字电子技术,25,真值表,0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1,Q2n+1 Q1n +1 Q0n +1,Q2n Q1n Q0n,次 态,现 态,按状态方程列出真值表：,1 0 1 0 0 0