无人机电子技术基础课件 9.2 时序逻辑电路的分析方法

《无人机电子技术基础》时序逻辑电路的分析方法目录一、时序逻辑电路概述二、时序逻辑电路的分析时序逻辑电路概述01一、时序逻辑电路概述1.时序逻辑电路特点……组合电路存储电路…………x1xiy1yj……q1qlw1wk状态变量驱动变量输入变量输出变量时序逻辑电路的结构示意图时序逻辑电路在任何时刻的稳态输出，不仅与该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。一、时序逻辑电路概述2.时序电路逻辑功能的表示方法时序电路的逻辑功能可用逻辑表达式、状态表、卡诺图、状态图、时序图和逻辑图6种方式表示，这些表示方法在本质上是相同的，可以互相转换。用X代表输入变量，Y代表输出变量，W代表存储电路的输入变量，Qn代表存储电路的输出状态。逻辑表达式有：输出方程：Y=F1(X,Qn)；激励方程：W=F2(X,Qn)状态方程：Qn+1=F3(W,Qn)一、时序逻辑电路概述3.时序电路的分类按逻辑功能分为寄存器、计数器、移位寄存器、读/写存储器和脉冲发生器等。按触发器的时钟脉冲是否取自同一脉冲源，可分为：同步时序电路：各个触发器的时钟脉冲取自同一脉冲源，电路状态改变时，电路中要更新状态的各个触发器是同步翻转的。异步时序电路：各个触发器的时钟脉冲不是取自同一脉冲源，各个触发器的CP信号既可以是输入时钟脉冲，也可以是其它触发器的输出。电路状态改变时，电路中要更新状态的触发器，有的先翻转，有的后翻转，是异步进行的。一、时序逻辑电路概述3.时序电路的分类按输出信号的特性可分为：米利（Mealy）型时序电路：输出不仅与现态有关，还和电路的输入有关。莫尔（Moore）型时序电路：输出仅与触发器的现态有关。时序逻辑电路的分析02二、时序逻辑电路的分析1.时序电路的分析步骤时钟方程输出方程驱动方程状态方程状态表状态图时序图确定电路逻辑功能列真值表电路图①②③④⑤时序逻辑电路的分析步骤：二、时序逻辑电路的分析2.同步时序逻辑电路的分析第一步：写方程式时钟方程：CP0=CP1=CP2=CP输出方程：C=Q2n1J1KC11J1KC11J1KC1CP11CFF0FF1FF2驱动方程：J0=Q2nK0=1J1=Q0nK1=Q0nJ2=Q0nQ1nK2=1第二步：求出状态方程JK触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：二、时序逻辑电路的分析2.同步时序逻辑电路的分析Q1n+1=Q0nQ1n+Q0nQ1nQ0n+1=Q2nQ0n+0•Q0n=Q2nQ0nQ2n+1=Q0nQ1nQ2n+0•Q2n=Q0nQ1nQ2nJ0=Q2nK0=1J1=Q0nK1=Q0nJ2=Q0nQ1nK2=1二、时序逻辑电路的分析2.同步时序逻辑电路的分析00000101001110010111011100101001110000001001000000001111Q1n+1=Q0nQ1n+Q0nQ1nQ0n+1=Q2nQ0nQ2n+1=Q0nQ1nQ2nC=Q2n第三步：列真值表二、时序逻辑电路的分析2.同步时序逻辑电路的分析状态图Q2nQ1nQ0n/C000001011010100110101111/0/0/0/0/1/1/1/1Q0Q1Q2CPC12345时序图000100010110001000自启动能力1第四步：由状态真值表可以画出状态图、时序图二、时序逻辑电路的分析2.同步时序逻辑电路的分析第五步：判断电路的逻辑功能经过分析可知：在时钟脉冲CP的作用下，000→001→010→011→100这5个状态按递增规律变化，本电路是一个五进制同步加法计数器，即每来5个CP，它将完成逢五进一。Q0Q1Q2CPC12345时序图0001000101100010001二、时序逻辑电路的分析3.异步时序逻辑电路的分析第一步：写方程式时钟方程：电路没有单独的输出，为莫尔型时序电路。驱动方程：【例】异步时序逻辑电路如图所示，分析其逻辑功能。异步时序逻辑电路CP2=Q1CP1=Q0CP0=CP第二步：求状态方程D触发器的特性方程：将各触发器的驱动方程代入，即得电路的状态方程：二、时序逻辑电路的分析3.异步时序逻辑电路的分析二、时序逻辑电路的分析3.异步时序逻辑电路的分析时钟脉冲信号CP0由外部时钟脉冲信号CP提供，在每次现态到次态的转换时均会有上升沿出现。时钟脉冲信号CP1由FF0的输出端Q0产生，只有在FF0的输出端Q0由“0”向“1”变化时才会出现上升沿。时钟脉冲信号CP2由FF1的输出端Q1产生，只有在FF1的输出端Q1由“0”向“1”变化时才会出现上升沿。Q0的现态向次态的转变只需根据它的状态方程计算便可以得出。Q1的现态向次态的转变需在FF0触发器的时钟方程CP1=Q0出现上升沿时，再由状态方程Q1n+1=Q1n求出。否则Q1不变。第三步：真值表Q2的现态向次态的转变需在FF1触发器的时钟方程CP2=Q1出现上升沿时，再由状态方程Q2n+1=Q2n求出，否则Q2不变。二、时序逻辑电路的分析3.异步时序逻辑电路的分析③列真值表二、时序逻辑电路的分析3.异步时序逻辑电路的分析状态图第四步：画状态图、时序图二、时序逻辑电路的分析3.异步时序逻辑电路的分析第五步：电路功能由状态图可以看