数电-06 时序逻辑电路-软件1.pptVIP

作者：北京化工大学杨丽华 6 时序逻辑电路 6.1 时序逻辑电路的基本概念 三、时序电路功能的描述方法 3、状态图： 描述次态/输出与现态/输入之间关系的图形。 6.2 时序逻辑电路的分析方法 2)将驱动方程代入触发器的特性方程求次态方程 4)逻辑功能分析 例3 P257 例6.2.3 列状态表 画状态图 画时序图 例4 两个触发器可以有四种状态 6.3 同步时序电路的设计方法 画状态转换图的基本思想： 补充一个新概念 由卡诺图求驱动方程： 作业1： 将n时刻的电路状态（现态）和输入X，代入时序电路的状态方程和输出方程， 可得到n+1时刻的电路状态（次态）和n时刻的输出，从而列出代码形式的状态表： Q1Q2=00,01,10,11， 00 01 10 11 Q1 Q2 Q1 n+1 Q2 n+1/Z X=0 X=1 00/0 00/0 00/0 00/0 01/0 10/0 11/0 11/1 ※ 由状态方程和输出方程列状态表 输入x/输出z 状态图 逻辑功能：1111序列脉冲检测器，当检测到输入序列为连续4个和4个以上的1时，电路的输出z为1；否则，输出z为0。 若用S00，S01，S10，S11分别表示Q1Q2的四种状态组合00、01、10、11，可列出文字符号形式的状态表 状态表（ 2 ） 下一个状态 S(t j+1 ) 输出 z(t j ) 现在状态 S(t j ) x=0 x=1 x=0 x=1 S 00 S 00 S 01 0 0 S 01 S 00 S 10 0 0 S 10 S 00 S 11 0 0 S 11 S 00 S 11 0 1 ※ 0/0 1/0 0/0 0/0 1/1 S00 S01 S10 S11 0/0 1/0 1/0 （限于用门电路和触发器实现） 已知：时序逻辑功能要求 待求：逻辑电路。 一、方法或步骤 1、逻辑抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表 ※ (2)确定电路的状态数和状态之间的转换，画出状态转换图。 分析的 逆过程 (1)分析给定的逻辑问题，确定电路的输入、输出变量。 ①根据文字描述的设计要求，先假定一个初态， ②从这个初态开始，每加入一个输入(每个输入有0、1两种取值；n个输入有2n个取值组合），就可以确定一个次态； 注意：该次态可能是现态本身，也可能是已有的另一个状态，或是新增加的一个状态。 ③此过程一直持续下去，直到每一个现态对应各种输入情况向其次态的转换都被考虑，并且不再构成新的状态为止。 ④最后确定需要多少个状态。 ※ 等价状态：输入相同的情况下?输出相同、次态也相同。 输入X=0时 输入X=1时 S3,S2等价 减少触发器的个数 S0 S1 S2 S3 0/0 1/1 1/0 0/0 0/0 1/1 1/0 0/0 0/0 0/0 1/1 1/1 S0 S1 S2 1/0 0/0 1/0 0/0 1/1 0/0 2、状态图化简——合并等价状态 3、状态编码（状态分配） (1)确定触发器的个数:即编码的位数 ※ 时序电路的状态是用触发器的不同状态组合来表示， 4、根据状态表求出对应触发器的驱动表，进而求出电路的输出方程和驱动方程 ( 根据次态方程)。 5、检查自启动能力，画逻辑电路图。 注意：在M＜ 2n的情况下，从2n个状态组合中取M个状态的组合可以有多种方案，而每种方案中代码组合的排列顺序又有很多种，若编码方式选得合适，设计结果可以得到简化。 2n-1 M ≤2n (2)对每个电路状态赋予一组触发器的状态组合(一组二进制代码) ——状态编码。 触发器的个数n与状态数M应满足： ※ 触发器的激励表： 描述触发器由现态转换到次态的各种情况所对应的触发器的输入状态的表格。 可由触发器的特性方程导出。 JK触发器： Qn→Qn+1 J K 0 0 0 × 0 1 1 × 1 1 × 0 1 0 × 1 D触发器： Qn→Qn+1 D 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 ※ 例6.3.1 用D触发器设计一个8421 BCD码同步十进制加计数器。 （1）列出 8421码同步十进制加计数器的状态表 0 0 0 0