第五章2 分析.ppt
5.2 时序逻辑电路的分析时序逻辑电路的分析一、一、时序逻辑电路时序逻辑电路分析分析的一般步骤的一般步骤二、二、同步时序逻辑电路分析举例同步时序逻辑电路分析举例三、异三、异步时序逻辑电路分析举例步时序逻辑电路分析举例时序逻辑电路分析的任务：时序逻辑电路分析的任务：分析时序逻辑电路在输入信号的作用下，其状态和输出分析时序逻辑电路在输入信号的作用下，其状态和输出信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。时序电路的逻辑功能是由其状态和输出信号的变化的规律时序电路的逻辑功能是由其状态和输出信号的变化的规律呈现出来的。所以呈现出来的。所以,分析过程主要是列出电路状态表或画出状分析过程主要是列出电路状态表或画出状态图、工作波形图。态图、工作波形图。分析过程的主要表现形式分析过程的主要表现形式:一、一、时序逻辑电路时序逻辑电路分析分析的一般步骤的一般步骤:1.1.观察电路的结构，观察电路的结构，确定电路是同步时序逻辑电路还是确定电路是同步时序逻辑电路还是异步时序逻辑电路，是米里型电路还是莫尔型电路。异步时序逻辑电路，是米里型电路还是莫尔型电路。4.确定电路的逻辑功能确定电路的逻辑功能.3.列出状态转换表或画出状态图和波形图列出状态转换表或画出状态图和波形图；2.根据给定的时序电路图根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式：写出下列各逻辑方程式：(1)(1)写出各触发器的时钟方程。写出各触发器的时钟方程。(2)(2)写出时序逻辑电路的输出方程。写出时序逻辑电路的输出方程。(3)(3)写出各触发器的驱动方程。写出各触发器的驱动方程。(4)(4)将各触发器的驱动方程代入其特性方程，求得各触发器的次态方将各触发器的驱动方程代入其特性方程，求得各触发器的次态方程程.例例1 1 试分析如图所示时序电路的逻辑功能。试分析如图所示时序电路的逻辑功能。二、同步时序逻辑电路分析举例二、同步时序逻辑电路分析举例电路是由两个电路是由两个T 触发器组成的触发器组成的同步同步米里型米里型时序电路时序电路。解：解：(1)(1)观察电路的结构观察电路的结构1.米里型同步时序逻辑电路的分析米里型同步时序逻辑电路的分析(2)根据电路列出三个方程组根据电路列出三个方程组激励方程组激励方程组:T0=A T1=AQ0 输出方程组输出方程组:Y=AQ1Q0 将激励方程组代入将激励方程组代入T触发器的特性方程得状态方程组触发器的特性方程得状态方程组(3)(3)根据状态方程组和输出方程列出状态表根据状态方程组和输出方程列出状态表Y=A Q1Q00 0/11 1/01 11 1/01 0/01 01 0/00 1/00 10 1/00 0/00 0A=1A=0(4)画出状态图画出状态图0 0/11 1/01 11 1/01 0/01 01 0/00 1/00 10 1/00 0/00 0A=1A=00 0/11 1/01 11 1/01 0/01 01 0/00 1/00 10 1/00 0/00 0A=1A=0(5)画出时序图画出时序图(6)逻辑功能分析逻辑功能分析观察状态图和时序图可知，电路是一个由信号观察状态图和时序图可知，电路是一个由信号A控制的可控控制的可控二进制计数器。当二进制计数器。当A=0时停止计数，电路状态保持不变；时停止计数，电路状态保持不变；当当A=1时，在时，在CP上升沿到来后电路状态值加上升沿到来后电路状态值加1，一旦计数到，一旦计数到11状态，状态，Y 输出输出1，且电路状态将在下一个，且电路状态将在下一个CP上升沿回到上升沿回到00。输出信号输出信号Y的下降沿可用于触发进位操作。的下降沿可用于触发进位操作。驱动方程：驱动方程：例例2 试分析图所示的时序逻辑电路。试分析图所示的时序逻辑电路。(1)(1)观察电路的结构观察电路的结构电路是由两个电路是由两个JK 触发器组成的触发器组成的同步同步米里型米里型时序电路时序电路。(2)根据电路列出三个方程组根据电路列出三个方程组输出方程组输出方程组:（3）作状态转换表及状态图）作状态转换表及状态图 当当X=0时：触发器的次态方程简化为：时：触发器的次态方程简化为：输出方程简化为：输出方程简化为：由此作出状态表及状态图。由此作出状态表及状态图。各驱动方程代入各驱动方程代入JKJK触发器的特性方程，得各触发器的次态方程：触发器的特性方程，得各触发器的次态方程：当当X=1时：触发器的次态方程简化为：时：触发器的次态方程简化为：输出方程简化为：输出方程简化为：由此作出状态表及状态图。由此作出状态表及状态图。将将X=0X=0与与X=1X=1的状态图合并的状态图合并 起来得完整的状态图。起来得完整的状态图。（4 4）画时序波形图。）画时序波形图。（5 5）逻辑功能分析：）逻辑功能分析：当当X X=1=1时，按照减时，按照减1 1规律从规律从1001001010010010循环变化，循环变化，并每当转换为并每当转换为0000状态（最小数）时，输出状态（最小数）时，输出Z Z=1=1。该电路一共有该电路一共有4 4个状态个状态0000、0101、1 1、。、。当当X X=0=0时，按照加时，按照加1 1规律从规律从0001100000011000循环变化，循环变化，并每当转换为并每当转换为1010状态（最大数）时，输出状态（最大数）时，输出Z Z=1=1。所以该电路是一个可控的所以该电路是一个可控的3 3进制计数器，并进制计数器，并具有自具有自启动能力。（从状态图上看，就是所有的状态之间都有启动能力。（从状态图上看，就是所有的状态之间都有箭头相连，没有分割成几个独立的图。）箭头相连，没有分割成几个独立的图。）例例3 分析下图所示的时序电路。分析下图所示的时序电路。激励方程组激励方程组输出方程组输出方程组 Z0=Q0 Z1=Q1 Z2=Q21.根据电路列出逻辑方程组根据电路列出逻辑方程组:2.莫尔型同步时序逻辑电路的分析莫尔型同步时序逻辑电路的分析电路是由三个电路是由三个D 触发器组成的触发器组成的同步同步莫尔型莫尔型时序电路时序电路得状态方程得状态方程2.列出其状态表列出其状态表将激励方程代入将激励方程代入D 触发器的特性方程得状态方程触发器的特性方程得状态方程1 1 01 1 11 0 01 1 00 1 01 0 10 0 11 0 01 1 00 1 11 0 00 1 00 1 00 0 10 0 10 0 0状态表状态表3.画出状态图画出状态图 1 1 01 1 11 0 01 1 00 1 01 0 10 0 11 0 01 1 00 1 11 0 00 1 00 1 00 0 10 0 10 0 0状态表状态表4.画出时序图画出时序图由状态图可见，电路的有效状态是三位循环码。由状态图可见，电路的有效状态是三位循环码。从时序图可看出，电路正常工作时，各触发器的从时序图可看出，电路正常工作时，各触发器的Q端轮流出现端轮流出现一个宽度为一个一个宽度为一个CP周期脉冲信号周期脉冲信号,循环周期为循环周期为3TCP。电路的功能电路的功能为脉冲分配器或节拍脉冲产生器。为脉冲分配器或节拍脉冲产生器。5.逻辑功能分析逻辑功能分析例例 试分析图题所示的计数器电路。写出它的驱动方程、状态方程，列试分析图题所示的计数器电路。写出它的驱动方程、状态方程，列出状态转换真值表和状态图，画出时序波形图，说明是几进制计数器。出状态转换真值表和状态图，画出时序波形图，说明是几进制计数器。1.1.写出各逻辑方程：写出各逻辑方程：驱动方程：驱动方程：J J0 0=1 =1 CPQ2 Q1 Q0 0123450 0 0 0 1 1 1 1 11 1 01 0 1 0 0 02.2.列出状态表如表所示。列出状态表如表所示。3.3.画出状态图及波形图如图所示。画出状态图及波形图如图所示。4.由以上分析可见，此电路在由以上分析可见，此电路在5个状态之间循环，是同步五进制计数器。个状态之间循环，是同步五进制计数器。三、三、异步时序逻辑电路的分析异步时序逻辑电路的分析分析步骤分析步骤:3.3.确定电路的逻辑功能确定电路的逻辑功能。2.2.列出状态转换表或画出状态图和波形图列出状态转换表或画出状态图和波形图；1.1.写出下列各逻辑方程式：写出下列各逻辑方程式：b)b)触发器的激励方程；触发器的激励方程；c)c)输出方程输出方程d)d)状态方程状态方程a)a)时钟方程时钟方程CP1 1=Q0 0 （当（当FF0 0的的Q0 0由由0101时，时，Q1 1才可能改变状态。）才可能改变状态。）例例试分析图所示的时序逻辑电路试分析图所示的时序逻辑电路该电路为异步该电路为异步莫尔型莫尔型时序逻辑电路。时序逻辑电路。（1 1）写出各逻辑方程式。）写出各逻辑方程式。时钟方程：时钟方程：CPCP0 0=CPCP （时钟脉冲源的上升沿触发。时钟脉冲源的上升沿触发。）输出方程输出方程：各触发器的驱动方程：各触发器的驱动方程：（3 3）作状态转换表。作状态转换表。（2 2）将各驱动方程代入）将各驱动方程代入D D触发器的特性方程，得各触发器的次态方程：触发器的特性方程，得各触发器的次态方程：（CP由由01时此式有效）时此式有效）（Q0由由01时此式有效）时此式有效）（）作状态转换图（）作状态转换图时序图时序图 。由状态图可知：该电路是一个由状态图可知：该电路是一个4 4进制减法计数器，进制减法计数器，Q Q1 1Q Q0 0=00=00时时Z Z=1=1，Q Q1 1Q Q0 0为其它值时为其它值时Z Z=0=0。Z Z是借位信号。是借位信号。由时序图可以看出：该电路也是一个序列信号发生器，输由时序图可以看出：该电路也是一个序列信号发生器，输出序列脉冲信号出序列脉冲信号Z Z的重复周期为的重复周期为，脉宽为。，脉宽为。()根据状态图分析该时序逻辑电路的功能。根据状态图分析该时序逻辑电路的功能。作 业5-3、5-4 5-6 5-713
