第六章 时序逻辑电路的分析与设计

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时序逻辑电路的基本结构及特点6.1.11） 基本结构组合电路、存储电路(触发器)2） 描述方程输 出 方 程 驱动方程、激励方程状态方程F1 ( X，Qn)Z =Y =( X，Qn)F2Qn+1= F3 ( Y，Qn)Qn :现态Qn+1:次态时序逻辑电路的分类6.1.2同步时序电路：所有触发器的变化与时钟同步异步时序电路：触发器的变化不同步时序逻辑电路功能的描述方法6.1.31） 逻辑方程式：输出方程、驱动方程、状态方程2） 状态表:输出Z,次态Qn+1与输入X,现态Qn的关系表格3） 状态(转换)图: 时序逻辑电路状态转换规律同输入

2、/输出取值关系的图形4） 时序图6.2时序逻辑电路的分析方法分析时序逻辑电路的一般步骤6.2.11. 根据给定的时序电路图写出下列各逻辑方程式1）各触发器的时钟信号CP的逻辑表达式 2）组合电路的输出方程3）各触发器的驱动方程2. 将驱动方程带入相应的特性方程，求出各触发器的状态方程。3. 根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态表， 画出状态图或时序图。4. 用文字描述出给定时序电路的逻辑功能。时序逻辑电路的分析举例6.2.2分析: 电路组成 电路的驱动方程和输出方程组合电路输出方程：Z=X CP Qn存储电路驱动方程： J = K = X 将驱动方程带入特性方程求出次态方程Qn+1=

3、JQn + KQn= X Qn + XQn 根据状态方程和输出方程列状态表、画状态图或时序图Z = X CP QQn+1= JQn+ KQn= X Qn+ XQn用文字描述出给定时序电路的逻辑功能时序逻辑电路的分析举例6.2.2分析此电路，画出状态转移图并说明其功能。 写出电路的输出方程和驱动方程。输出方程：Z = XQ1n Q0 n X Q1nQ0 n= XQ1n Q0 n驱动方程：+ XQ1nQ0 nD0 = Q0 nnnD= X Q Q110 将驱动方程带入特性方程求出次态方程n+1= QnQ00n+1= X Q n QnQ110该时序逻辑电路的功能:4进制加减计数器 根据状态方程和输出

4、方程列状态表、画状态图或时序图状态表状态图n+1n+= Qn1= X Q n QnQQ00110Z = XQ nQ+ XQ n Qnn1010时序图用文字描述出给定时序电路的逻辑功能当X=1，加法计数器，Z为进位当X=0，减法计数器，Z为借位分析此电路，画出状态转移图并说明其功能。CP Q0Q1 Z给定逻辑功能6.3路设计同步时序电写原始状态图原始状态表状态简化得最小化状态表设计方法状态编码选触发器类型，求控制函数、输出函数画逻辑电路图画出全状态图，检查自启动能力，如无则重新设计同步时序电路设计举例例：设计一个模可变的同步递增计数器。当控制信号0时为三进制计数器；时为四进制计数器。解：（1）作

5、原始状态图X设输入控制端：输出端：1（三进制计数器的进位输出端）2（四进制计数器的进位输出端）（2）确定触发器类型，求激励和输出函数。X/Z1，Z20/01/000010/01/0触发器类型： D个数：20/11/1根据触发器的激励表与原始状态图，作状态表。11101/0举例全状态转换表次态现控制入 现输出现 入现 态Q1Q0XQ1Q0D1D0Z1Z2001100010110000000D1 = Q1Q0+ Q1 Q0X010000010111001010011101011101000000110000011011000000D0 = Q1 Q0 + Q0X从卡诺图看出，约束项均未使用，按“0”处理填入表中，得全状态表。Z1 = Q1 Q0 XZ2 = Q1Q0X输出：举例= Q1Q0+ Q1 Q0XD0 = Q1 Q0+ Q0X（3）画出逻辑图D1Z1 = Q1 Q0 XZ2 = Q1Q0X举例4