时序逻辑电路分析和设计(2).pptVIP

6.1 时序逻辑电路的基本概念 6.2 时序逻辑电路的分析 6.3 同步时序逻辑电路的设计 教学基本要求 2、熟练掌握时序逻辑电路的分析方法 1、熟练掌握时序逻辑电路的描述方式及相互转换。 3、熟练掌握时序逻辑电路的设计方法 概 述 逻辑电路可分为 两大类： 1、组合电路： 2、时序电路： 由若干逻辑门组成，电路不具记忆能力。 电路的输出仅仅与当时的输入有关。 存储电路，因而具有记忆能力。 电路的输出不仅与当时的输入有关，而且还与电路原来的状态有关。 时序逻辑电路是数字逻辑电路的重要组成部分。 延迟元件或触发器 时序逻辑电路特点： (1) 时序逻辑电路由组合电路和存储电路组成； (2) 时序逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。 6.1 时序逻辑电路的基本概念 6.1.1 时序逻辑电路的结构 组合电路 存储电路 Z1 Zj Y1 Yr Q1 Qr X1 Xi 输 入 信 号 输 出 信 号 存 储 电 路 的 输 入 输 出 状 态 逻辑电路中存在反馈，时序电路的输出由 电路的输入和电路原来的状态共同决定。 逻辑关系方程： X(X1，匵i) Q(Q1，匭r) Y(Y1，匶r) Z(Z1，匷j) Z＝F1(X，Qn) 输出方程 Y＝F2(X，Qn) 驱动方程 Qn+1＝F3(Y，Qn) 状态方程 各信号之间的逻辑关系方程组： 6.1.2 时序逻辑电路的分类 1、从控制时序状态的脉冲源来分： 时序电路 同步： 异步： 存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源 没有统一的时钟脉冲 2、从输出信号的特点分： 同步时序电路 莫尔型： 米里型： Z = F1 [ X , Qn] Z = F1 [Qn] 6.1.3 时序电路的四种描述方法 Z＝F1(X，Qn) 输出方程 Y＝F2(X，Qn) 驱动方程 Qn+1＝F3(Y，Qn) 状态方程 1.逻辑方程式 时序电路功能的四种描述方法：逻辑方程式、状态转换表、状态图和时序图 。 2、状态转换表 现 态 次 态／输 出 0 0 / 0 1 1 / 0 1 1 1 1 / 1 1 0 / 0 1 0 1 0 / 0 0 1 / 0 0 1 0 1 / 0 0 0 / 0 0 0 X=1 X=0 3. 状态图 00 01 10 11 1/1 1/0 1/0 X/Y 1/0 0/0 0/0 0/0 0/0 4、时序图 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 能直观地描述电路输入信号、输出信号及电路状态在时间上的对应关系 。 四种描述方式是可以相互转换的。 时序逻辑电路的分析就是根据时序逻辑电路图，找出电路状态和输出状态在输入变量和时钟信号作用下的变化规律，进而确定电路的逻辑功能、工作特性的过程。 由于电路状态变化具体表现在状态表、状态图和波形图中，因此，时序电路分析具体表现为根据电路求出电路的状态表、状态图或波形图。分析时序逻辑电路的一般步骤 6.2 时序逻辑电路的分析 6.2.1 分析时序逻辑电路的一般步骤: 1.确定电路的输入、输出信号、触发器的类型等 5.综合分析，用文字描述电路的逻辑功能; 2.根据时序逻辑电路写出各触发器的驱动方程 3.将每个触发器的驱动方程代入其特性方程中，得出其状态方程; 4.写出时序电路的输出方程; 6.列出状态转换表或画出状态图和波形图。 6.2.2 同步时序逻辑电路的分析举例 例6.2.1 试分析图6.2.1所示时序电路的逻辑功能。 Y与输入X无关，电路是莫尔型同步时序电路。 解： 1.了解电路组成。 输入信号 输 出 信 号 ＞ 1J C1 1K ＞ 1J C1 1K J2=K2=X ?Q1 J1=K1=1 3.求出电路状态方程。 Y=Q2Q1 2.写出各触发器的驱动方程和输出方程。 4.列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图。 1 0 / 1 0 0 / 1 1 1 0 1 / 0 1 1 / 0 1 0