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时序电路的基本分析与设计方法VIP免费

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第1页共9页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第1页共9页时序逻辑电路时序逻辑电路——电路任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号,还与电路的原状态有关。时序电路中必须含有具有记忆能力的存储器件。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。一、时序电路的基本分析和设计方法(一)分析步骤1.根据给定的时序电路图写出下列各逻辑方程式:(1)各触发器的时钟方程。(2)时序电路的输出方程。(3)各触发器的驱动方程。2.将驱动方程代入相应触发器的特性方程,求得各触发器的次态方程,也就是时序逻辑电路的状态方程。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.根据电路的状态表或状态图说明给定时序逻辑电路的逻辑功能。【例1】分析时序电路(1)时钟方程:CP2=CP1=CP0=CP输出方程:Y=¯Q1nQ2n驱动方程:{J2=Q1nK2=¯Q1n¿{J1=Q0nK1=¯Q0n¿¿¿¿(2)求状态方程JK触发器的特性方程:Qn+1=J¯Qn+¯KQn将各触发器的驱动方程代入,即得电路的状态方程:{Q2n+1=J2¯Q2n+¯K2Q2n=Q1n¯Q2n+Q1nQ2n=Q1n¿{Q1n+1=J1¯Q1n+¯K1Q1n=Q0n¯Q1n+Q0nQ1n=Q0n¿¿¿¿第2页共9页第1页共9页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第2页共9页(3)计算、列状态表{Q2n+1=Q1n¿{Q1n+1=Q0n¿¿¿¿¿¿(4)画状态图及时序图(5)逻辑功能有效循环的6个状态分别是0~5这6个十进制数字的格雷码,并且在时钟脉冲CP的作用下,这6个状态是按递增规律变化的,即:000→001→011→111→110→100→000→…所以这是一个用格雷码表示的六进制同步加法计数器。当对第6个脉冲计数时,计数器又重新从000开始计数,并产生输出Y=1。【例2】:分析图6.2.4电路的功能。1.时钟方程:2.激励方程:1CPCP0nQCP01CPCP2nQJ20nQJ01nnQQJ0120K11K12K第3页共9页第2页共9页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第3页共9页图6.2..4逻辑电路图3.状态方程:Q0n+1=Q2nQ0n(CP↓)Q1n+1=Q0nQ1n(Q0n↓)Q2n+1=Q0nQ1nQ2n(CP↓)4.状态转换表:表6.2.2状态转换表态序Q2Q1Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+1000000110010102010011301110041000005101010611001071110005.状态转换图:图6.2.5例状态图6.逻辑功能说明:为异步五进制加法计数器。(二)同步时序逻辑电路的设计步骤(1)根据设计要求,设定状态,导出对应状态图或状态表。(2)状态化简。原始状态图(表)通常不是最简的,往往可以消去一些多余状态。消去多余状态的过程叫做状态化简。(输入相同时、输出相同、且转换的状态也相同的状态叫做等价状态)(3)状态分配,又称状态编码。第4页共9页第3页共9页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第4页共9页(4)选择触发器的类型。触发器的类型选得合适,可以简化电路结构。(5)根据编码状态表以及所采用的触发器的逻辑功能,导出待设计电路的输出方程和驱动方程。(6)根据输出方程和驱动方程画出逻辑图。(7)检查电路能否自启动。【例1】设计一时序电路,实现下图所示的状态图:由于已给出了二进制编码状态图,设计直接从第4步开始。(1)选择触发器,求时钟方程、输出方程、状态方程因需用3位二进制代码,选用3个CP下降沿触发的JK触发器,分别用FF0、FF1、FF2表示。由于要求采用同步方案,故时钟方程为:CP0=CP1=CP2=CP利用卡诺图得到输出方程:Y=Q1nQ2n利用次态卡诺图得到状态方程:变换状态方程,使之与所选择触发器的特征方程一致,得到驱动方程.Qn+1=J¯Qn+¯KQnJ0=Q2nQ1n、K0=1J1=Q0n、K1=¯Q2n¯Q0nJ2=Q1nQ0n、K2=Q1n(3)作逻辑电路图{Q0n+1=¯Q2n¯Q0n+¯Q1n¯Q0n¿{¿Q2nQ1n¯Q0n+¯1Q0n¿{¯Q1n+1=Q0n¯Q1n+¯Q2n¯Q0nQ1n¿¿¿¿第5页共9页第4页共9页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第5页共9页(4)检查电路能否自启动将无效状态111代入状态方程计算:{Q0n+1=Q2nQ1n¯Q0n+¯1Q0n=0¿{¯Q1n+1=Q0n¯Q1n+¯Q2n¯Q0nQ1n=0¿...

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