第十一章 时序逻辑电路分析.ppt

第11章时序逻辑电路分析
时序逻辑电路是数字电路中另一类重要电路。
本章首先介绍时序逻辑电路的特点、功能描述方法和一般分析方法;
然后通过实例进一步论述基本分析方法和一些典型时序逻辑电路的组成、工作原理和特点。
内容提要
1. 时序逻辑电路的特点

概述
◆在时序逻辑电路中,任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号,而且还取决于电路原来的状态,即与以前的输入和输出信号也有关系。
◆触发器、计数器、寄存器都是时序电路。
▲简单的时序电路分析
(a)
输出方程: CP下降沿有效(↓)
驱动方程:
状态方程:
时序逻辑电路的一般分析方法
(1)分析逻辑电路组成:确定输入和输出,区分组合电路部分和存储电路部分,确定是同步电路还是异步电路。
(2)写出存储电路的驱动方程,时序电路的输出方程,对于某些时序电路还应写出时钟方程。
(3)求状态方程:把驱动方程代入相应触发器的特性方程,即可求得状态方程,也就是各个触发器的次态方程。
(4)列状态表:
把电路的输入信号和存储电路现态的所有可能的取值组合代入状态方程和输出方程进行计算,求出相应的次态和输出。列表时应注意,时钟信号CP只是一个操作信号,不能作为输入变量。在由状态方程确定次态时,须首先判断触发器的时钟条件是否满足,如果不满足,触发器状态保持不变。
(5)画状态图或时序图。
(6)电路功能描述。
解:(1)分析电路,写驱动方程
时序逻辑电路分析实例

。设起始状态是
(2)求状态方程
将驱动方程代入JK 触发器的特性方程
(3)写输出方程
CP
Q1
Q2
Q3
C
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
C
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
0 0 0
0
0
0
0
1
1 1 0
1 0 1
1 1 1
0 1 0
0 1 0
0 0 0
0
0
0
(5)由状态表作状态图。
(6)描述电路功能
由以上分析可以看出,该电路是一个模5同步加法计数器。C 端为进位端,并且具有自启动功能。
(4)将输入信号和现态的各种取值组合代入状
态方程,得到状态表如下。
解:

所示时序电路。
(1)电路组成
(2)确定
CP0 = CP
(3)求
输出方程
时钟方程
驱动方程
状态方程
(5)将输入信号和现态的各种取值组合代入状态方程,得状态表。
CO
时钟条件
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
CP0
CP0 CP1 CP3
CP0
CP0 CP1 CP2 CP3
CP0
CP0 CP1 CP3
CP0
CP0 CP1 CP2 CP3
1 0 0 0
0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
1 0 0 1
0 0 0 0
1 0 1 1
0 1 0 0
1 1 0 1
0 1 0 0
1 1 1 1
0 0 0 0
0
1
0
1
0
1
0
1
CP0
CP0 CP1 CP3
CP0
CP0 CP1 CP2 CP3
CP0
CP0 CP1 CP3
CP0
CP0 CP1 CP2 CP3
状态表
(5)。
状态图
(6)描述电路功能:由状态图可知,该电路是一个能自启动的
十进制异步加法计数器。
作
业
P 209






由T触发器的状态方程和输出方程,可以画出电路的工作波形,(b)所示。
图中①和②是T 触发器原始状态为0 时的工作波形;
③和④是T触发器原始状态为1时的工作波形。比较波形②和④可见,虽然输入信号X 和CP 完全相同,但是由于T触发器的原状态不同,输出则不同。由此可见,时序电路的输出不仅取决于当时的输入信号X和CP,而且还取决于电路内部存储电路(T 触发器)的原状态。
波形分析: