山东大学：《数字电路》讲义课件_第六章 异步时序逻辑电路

第六章异步时序逻辑电路 同步时序逻辑电路采用时钟脉冲对电路进行控制,由时钟脉冲决定 电路状态的转换 异步时序逻辑电路不采用时钟脉冲控制,电路状态改变仅受输入信 号的控制。可分为脉冲异步时序逻辑电路和电平异步时序逻辑电路。 6.1脉冲异步时序电路 引起触发器状态变换的脉冲信号由输入端直接提供,输入脉冲应满 足以下约束 (1)输入脉冲宽度应保证触发器正常翻转 ②2)输入脉冲间隔应保证后一个脉冲到来时,前一个脉冲引起的电 路变化结束。 (3)不允许两个或两个以上输入端同时出现脉冲

1 第六章 异步时序逻辑电路 同步时序逻辑电路采用时钟脉冲对电路进行控制，由时钟脉冲决定 电路状态的转换。 异步时序逻辑电路不采用时钟脉冲控制，电路状态改变仅受输入信 号的控制。可分为脉冲异步时序逻辑电路和电平异步时序逻辑电路。 6．1 脉冲异步时序电路 引起触发器状态变换的脉冲信号由输入端直接提供，输入脉冲应满 足以下约束： ⑴ 输入脉冲宽度应保证触发器正常翻转 ⑵ 输入脉冲间隔应保证后一个脉冲到来时，前一个脉冲引起的电 路变化结束。 ⑶ 不允许两个或两个以上输入端同时出现脉冲

6.1.1脉冲异步时序逻辑电路分析 用状态表、状态图、时间图为工具,分析步骤与同步电路相似。 例1:分析异步时序逻辑电路图功能 解:电路由两个J-K触发器组成。输 出Z是输入和状态的函数,属于 Mealy型。 (1)写出输出函数和激励函数表达式 J2=k2=l,C2=y,J1=K1=1,C1=x (2)列出电路次态真值表 X 输入现态 激励函数 次态 X y2 y1I J2 K2 C2 J1 K C1 y2+D) y,+D) 100 0 0|11 0 0

2 6．1．1 脉冲异步时序逻辑电路分析 用状态表、状态图、时间图为工具，分析步骤与同步电路相似。 例 1： 分析异步时序逻辑电路图功能 解：电路由两个J – K 触发器组成。输 出 Z 是输入和状态的函数，属于Mealy 型。 ⑴ 写出输出函数和激励函数表达式 ⑵ 列出电路次态真值表 2 1 Z = xy y J K 1 C y J K 1 C x 2= 2 = ， 2 = 1， 1 = 1 = ， 1 = 输入 现态 激励函数 次态 x y2 y1 J2 K2 C2 J1 K1 C1 y2 (n+1) y1 (n+1) 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0

6.1.1脉冲异步时序逻辑电路分析 J-K触发器状态变化发生在时钟端负跳变时,在真值表中用1” 表示。x=0时电路状态不变,因此在真值表中x=1。 (3)做出状态表和状态图 0/0 1/0 )0/0 现态次态ym+y+ 01 /Z x/Z1/1 y2 y1 X=1 00 01/0 11 10 10/0 1/0 11/0 0/0 0/0 00/ D画出时间图开说明电路 几几「几 逻辑功能 分析表和图可知,电路为 模4加1计数器。当收到4个 输入脉冲时,产生进位脉冲。z

3 6．1．1 脉冲异步时序逻辑电路分析 J – K 触发器状态变化发生在时钟端负跳变时，在真值表中用 “ ” 表示。x = 0 时电路状态不变，因此在真值表中x = 1。 ⑶ 做出状态表和状态图 ⑶⑷ 现态 次态y2 (n+1) y1 (n+1) /Z y2 y1 x = 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 / 0 1 0 / 0 1 1 / 0 0 0 / 1 0/0 0/0 00 01 x/Z 1/1 1/0 11 10 0/0 0/0 1/0 1/0 ⑷ 画出时间图并说明电路 逻辑功能 分析表和图可知，电路为 模 4 加 1 计数器。当收到4 个 输入脉冲时，产生进位脉冲。 x y1 y2 Z

6.1.1脉冲异步时序逻辑电路分析 例2:分析异步时序逻辑电路图的功能 电路由两个R-S 触发器组成。三个输入 ≥1 端ⅹ1、ⅹ2、x3,输出端 Z是状态变量的函数, 属于 Moore型。 R2 S2 RI (1)输出函数和激 ≥1 励函数表达式为 && &&& Z=V2+y=y2yI X S2=x1, S=x2y2V1X3 R2=x3+x2y=x3(x2+y1),R1=x1+x3y2+x2y,S1=x2y2y (2)根据激励函数表达式和R-S触发器功能表,可列出电路次态真 值表。注意:三个输入中,每个时刻仅允许一个有脉冲(为1)

4 6．1．1 脉冲异步时序逻辑电路分析 例 2：分析异步时序逻辑电路图的功能 电路由两个R – S 触发器组成。三个输入 端 x1、x2、x3，输出端 Z 是状态变量的函数， 属于 Moore 型。 ⑴ 输出函数和激 励函数表达式为： 2 1 2 1 Z = y + y = y y 1 1 3 2 2 1 1 2 2 1 ， R = x + x y + x y ，S = x y y ⑵ 根据激励函数表达式和R – S 触发器功能表，可列出电路次态真 值表。注意：三个输入中，每个时刻仅允许一个有脉冲（为1）。 1 2 2 1 S2 = x1，S = x y y ( ) 1 R2 = x3 + x2 y1 = x3 x2 + y

6.1.1脉冲异步时序逻辑电路分析 输入 现态 激励函数 次态 X X y2 y R (n+1 y1 001 10 001 x00000000 0 000 R0000 0011110 00000000 0101 0 100 00000 01000 1011111 m00000010000 0000 0000 111 (3)根据真值表,可作出状态表和状态图。 假定电路状态转换发生在输入脉冲作用结束时,与脉冲后沿对齐

5 6．1．1 脉冲异步时序逻辑电路分析 ⑶ 根据真值表，可作出状态表和状态图。 假定电路状态转换发生在输入脉冲作用结束时，与脉冲后沿对齐。 输入 现态 激励函数 次态 x1 x2 x3 y2 y1 R2 S2 R1 S1 y2 (n+1) y1 (n+1) 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1