17.1.4時序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì) - 同步時序邏輯電路的分析

主要內(nèi)容：1.時序邏輯電路的特點(diǎn)及其功能描述2.時序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)3.寄存器、計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用4.序列脈沖發(fā)生器分析與設(shè)計(jì)7.1引言第7章時序邏輯電路

X電路輸入

P電路輸出W驅(qū)動信號Q狀態(tài)變量1.時序邏輯電路的特點(diǎn)7.2時序邏輯電路的特點(diǎn)和功能描述——輸出方程——驅(qū)動方程——狀態(tài)方程7.2時序邏輯電路的特點(diǎn)和功能描述1.時序邏輯電路的特點(diǎn)同步時序邏輯電路異步時序邏輯電路7.2時序邏輯電路的特點(diǎn)和功能描述2.時序邏輯電路的分類(1)根據(jù)觸發(fā)器狀態(tài)變化是否同步分類：7.2時序邏輯電路的特點(diǎn)和功能描述2.時序邏輯電路的分類(2)根據(jù)輸出信號的特點(diǎn)分類：米里型電路的輸出信號不僅與當(dāng)時的輸入有關(guān)，而且與存儲電路的狀態(tài)變量有關(guān)，其輸出可以用如下邏輯函數(shù)式描述：穆爾型電路的輸出只取決于存儲電路的狀態(tài)，其可以用如下邏輯函數(shù)式來描述：描述方法邏輯函數(shù)式邏輯圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換表時序圖直觀形象7.2時序邏輯電路的特點(diǎn)和功能描述3.時序邏輯電路的功能描述7.3.1同步時序邏輯電路的分析分析步驟：(1)根據(jù)邏輯圖，列寫觸發(fā)器的時鐘方程、驅(qū)動方程和電路的輸出方程：觸發(fā)器的時鐘方程——CP的邏輯函數(shù)式電路的輸出方程——觸發(fā)器的驅(qū)動方程——(2)將觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入特性方程，得到狀態(tài)方程：(3)將輸入變量和電路初態(tài)代入狀態(tài)方程與輸出方程，計(jì)算其次態(tài)和輸出。以此作為初態(tài)，計(jì)算新的次態(tài)和輸出，直至出現(xiàn)狀態(tài)循環(huán)，得到狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。7.3時序邏輯電路的分析(4)根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。CPQ0Q1…..Qn(5)根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫時序圖。(6)根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖確定電路邏輯功能。(7)檢查電路能否自啟動。7.3.1同步時序邏輯電路的分析【例7.3.1】由JK觸發(fā)器構(gòu)成的電路如圖所示，試分析其邏輯功能。1.根據(jù)邏輯圖，寫出觸發(fā)器的時鐘方程和驅(qū)動方程。觸發(fā)器的時鐘方程：

解：7.3.1同步時序邏輯電路的分析觸發(fā)器的驅(qū)動方程：J1=1K1=1

7.3.1同步時序邏輯電路的分析觸發(fā)器的驅(qū)動方程：J1=1K1=1

2.將觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入特性方程，得到時序邏輯電路的狀態(tài)方程：7.3.1同步時序邏輯電路的分析

3.將電路的初態(tài)代入狀態(tài)方程，計(jì)算電路的次態(tài)。以此作為初態(tài)，代入狀態(tài)方程，計(jì)算電路新的次態(tài)。如此繼續(xù)上述過程，直至狀態(tài)出現(xiàn)循環(huán)。將計(jì)算結(jié)果列表，得到電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。CPQ4Q3Q2Q100000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111160000狀態(tài)轉(zhuǎn)換表初態(tài)7.3.1同步時序邏輯電路的分析

4.根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖CPQ4Q3Q2Q1000001000120010300114010050101601107011181000910011010101110111211001311011411101511111600007.3.1同步時序邏輯電路的分析

5.根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖畫時序圖6.根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖，可以確定該電路為同步4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器或同步十六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。7.3.1同步時序邏輯電路的分析

【例7.3.2】分析圖示電路，并回答如下問題：1.畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，指出是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器；2.該計(jì)數(shù)器能否自啟動？7.3.1同步時序邏輯電路的分析

1.根據(jù)邏輯圖，寫出觸發(fā)器的驅(qū)動方程：

2.將觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入特性方程，得到狀態(tài)方程：

解：7.3.1同步時序邏輯電路的分析

3.列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖CPQ3Q2Q100111100210131104111501100001000000