第11章时序逻辑电路分析 时序逻辑电路是数字电路中另 内广类重要电路 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 然后通过实例进一步论述基本 要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
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
11时序逻辑电路的一般分析方法 111.1概述 .时序逻辑电路的特点 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 输出方程:zZ=XOCP下降沿有效() CP DC1 驱动方程:=Y FF 图11)状态方程:p=(7o+70)=(X+XQ)
1. 时序逻辑电路的特点 11.1时序逻辑电路的一般分析方法 11.1.1 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 图11.1（a） 输出方程： CP下降沿有效（↓） 驱动方程： 状态方程： ( ) n n = XQ + XQ n Z = X Q T = X ( ) n 1 n Q TQ TQ n = + +
1112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 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
11.1.2 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
12时序逻辑电路分析实例 例111分析图114所示电路的逻辑功能。设起始状态是Q3Q2Q1=000 解:(1)分析电路写驱动方程 C O 0,Q F F F K Q K K=1 K2=0 K CP (2)求状态方程将驱动方程代入胚K触发器的特性方程 n+1 Q="Q"+K1"=Q;g 丿"O+K"O Q2=c1g2+Q2=Q⊕Q 0x*=00, On ToTo:o ∫1:110i0 (3)写输出方程 Qs -ninian i laj C=00,O C
解：（1）分析电路,写驱动方程 1 1 1 3 = = K J Q n n n K Q J Q 2 1 2 1 = = 3 1 3 2 1 = = K J Q Q n n 11.2 时序逻辑电路分析实例 例11.1 分析图11.4所示电路的逻辑功能。设起始状态是 Q3 Q2 Q1 = 000 （2）求状态方程 将驱动方程代入JK 触发器的特性方程 n n n n n Q = J Q + K Q +1 n n n n n n n Q J1 Q1 K1 Q1 Q3 Q1 1 1 = + = + n n n n n n n Q Q1 Q2 Q1 Q2 Q1 Q2 1 2 = + = + n n n n Q Q3 Q2 Q1 1 3 = + （3）写输出方程 n n n C = Q1 Q2 Q3 CP Q1 Q2 Q3 C 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0
(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。 O n+1 91+KQ=0391 0,O 0000 0 Q1=91g2+01Q=Q1④Q 00101 0 0100000 C00001000 Q3=93Q2Q 0000 110|0 C=212223 101|01 11100 (5)由状态表作状态图。 /c (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
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。 n n n Q3 Q2 Q1 1 1 1 2 1 3 n+ n+ n+ Q Q Q n n n n n n n Q J1 Q1 K1 Q1 Q3 Q1 1 1 = + = + n n n n n n n Q Q1 Q2 Q1 Q2 Q1 Q2 1 2 = + = + n n n n Q Q3 Q2 Q1 1 3 = + n n n C = Q1 Q2 Q3