14.2 时序逻辑电路的分析 14.2.1 概述 时序逻辑电路是由存储电路和组合逻辑电路共同组成的,它的输出状态不仅与输入有关,还与电路的过去状态有关,即具有存储功能。 输入信号 输出信号 输出方程 驱动方程 描述时序逻辑电路的三个方程 状态方程 存储电路的输入信号 时序逻辑电路构成框图 存储电路的输出信号
14.2 时序逻辑电路的分析 (1)输出方程: 表示输出变量与输入变量及触发器输出端初态的关系,即 (2)驱动方程 14.2 时序逻辑电路的分析 (1)输出方程: 表示输出变量与输入变量及触发器输出端初态的关系,即 (2)驱动方程 表示触发器的输入端与输入变量和触发器输出端初态的关系,可写成 (3)状态方程 表示触发器输出端新态与输入变量及触发器初态的关系,实质上是各触发器的特性方程,可写成
14.2 时序逻辑电路的分析 时序逻辑电路的分类 (1)根据输出和输入的关系 米里型 :输出变量与输入变量有关,即 14.2 时序逻辑电路的分析 时序逻辑电路的分类 (1)根据输出和输入的关系 米里型 :输出变量与输入变量有关,即 穆尔型:输出变量与输入变量无关,即 (2)根据各触发器时钟脉冲的接法 同步时序逻辑电路:所有触发器的时钟脉冲接到同一端,故所有触发器的动作是在同一脉冲的作用下。 异步时序逻辑电路:各触发器时钟脉冲不接到同一端,所以它们的翻转不是由同一时钟脉冲的控制。
14.2 时序逻辑电路的分析 14.2.2 同步时序逻辑电路的分析 14.2 时序逻辑电路的分析 14.2.2 同步时序逻辑电路的分析 时序逻辑电路的分析就是在给定逻辑电路的情况下,得出电路的逻辑功能,即完成什么工作。对于同步时序逻辑电路分析,可先不考虑时钟脉冲的控制。 步骤 ① 列出驱动方程,即触发器的输入端方程; ② 列出输出方程; ③列出状态方程,即触发器的新态与原态及输入的关系,这可由触发器的特性方程得到; ④ 列出电路的状态转换表或状态转换图,分析电路的逻辑功能。 ⑤ 根据状态转换表或状态转换图得出电路的逻辑功能。
14.2 时序逻辑电路的分析 【例14.2-1】 电路如图所示,试分析其逻辑功能,写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程。 【解】 14.2 时序逻辑电路的分析 【例14.2-1】 电路如图所示,试分析其逻辑功能,写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程。 【解】 由电路看出,此电路是穆尔型同步时序逻辑电路 。 ① 列出驱动方程 ② 列出输出方程
14.2 时序逻辑电路的分析 ③ 列出状态方程 D触发器的特性方程 将驱动方程代入特性方程中,得到电路的状态方程 14.2 时序逻辑电路的分析 ③ 列出状态方程 D触发器的特性方程 将驱动方程代入特性方程中,得到电路的状态方程 ④列状态转换表,画出状态转换图 设电路的初态为000,则由状态方程和输出方程可得到电路的状态转换表 。
14.2 时序逻辑电路的分析 由状态表画出状态转换图 14.2 时序逻辑电路的分析 由状态表画出状态转换图 可以自启动 由状态转换图看出,此电路在时钟脉冲CLK控制下,输出端状态构成一个循环,即000→001→011→111→110→000,即5个时钟周期,输出状态循环一次,这种电路叫做计数器,由于是5个时钟周期循环一次,故称五进制计数器。
14.2 时序逻辑电路的分析 【例14.2-2】 由边沿JK触发器构成的电路如图所示,试列出电路的驱动方程、输出方程和状态方程,列出电路的状态转换表,画出电路的状态转换图,分析电路的逻辑功能,说明电路能否自启动。画出电路在8个时钟脉冲CLK的作用下,输出端的电压时序图。 【解】 ① 列出驱动方程 ② 列出输出方程 ③ 列出状态方程 JK触发器的特性方程为
14.2 时序逻辑电路的分析 ④列状态转换表
14.2 时序逻辑电路的分析 画出状态转换图和时序图 状态转换图 五进制计数器可以自启动 时序图
14.2 时序逻辑电路的分析 *14.2.3 异步时序逻辑电路的分析 14.2 时序逻辑电路的分析 *14.2.3 异步时序逻辑电路的分析 在异步时序逻辑电路中,由于各触发器的时钟脉冲CLK不是接在一起,因此在列出驱动方程、输出方程和状态方程后,若要得到电路的状态转换表,除了利用状态方程外,还要考虑各触发器时钟脉冲的控制 【例14.2-3】 异步时序逻辑电路如图所示,试分析电路的逻辑功能。 【解】 (1)列出电路的驱动方程
14.2 时序逻辑电路的分析 (2)写出电路的状态方程 JK触发器的特性方程为 (3)写出各触发器的时钟脉冲CLK
14.2 时序逻辑电路的分析 (4)根据电路的状态方程和各触发器的时钟脉冲列出电路的状态转换表 (5)分析逻辑功能 14.2 时序逻辑电路的分析 (4)根据电路的状态方程和各触发器的时钟脉冲列出电路的状态转换表 (5)分析逻辑功能 该电路为异步六进制加法计数器,且能够自启动。