52同步时序逻辑电路的分析报告.docx
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52同步时序逻辑电路的分析报告
同步时序逻辑电路的分析
1.分析的目的:
得出时序电路的逻辑功能。
2.分析的方法(步骤):
1、写方程式
(1)时钟方程:
CP的逻辑式
(2)输出方程:
时序电路输出逻辑表达式,它通常为现态的函数。
(3)驱动方程:
各触发器输入端的逻辑表达式<
(4)状态方程:
把驱动方程代入相应的触发器的特性方程,即可求出各个触发器次态输出的逻辑表达式。
2、列真值表;
3、画状态转换图;
4、画时序图;
5、逻辑功能说明:
由状态表归纳说明给定的时序电路的逻辑功能;
6、检查电路能否自启动。
注意:
常见时序电路:
1)计数器:
同(异)步N进制加(减)法计数器。
2)寄存器
3.时序逻辑电路中的几个概念说明
1.有效状态与有效循环
有效状态:
在时序电路中,凡是被利用了的状态,都称为有效状态。
有效循环:
在时序电路中,凡是有效状态形成的循环,都称为有效循环。
2.无效状态与无效循环
无效状态:
在时序电路中,凡是没有被利用的状态,都叫无效状态。
无效循环:
在时序电路中,如果无效状态形成了循环,那么这种循环就称为无效循环。
3.电路能自启动与不能自启动
能自启动:
在时序电路中,虽然存在无效状态,但是它们没有形成循环,这样的时序电路叫能够自启动的时序电路。
不能自启动:
在时序电路中,既有无效状态存在,且它们之间又形成了循环,这样的时序电路被称之为不能自启动的时序电路。
在这种电路中,一旦因某种原因使循环进入无效循环,就再也回不到有效状态了,所以,再要正常工作也就不可能了。
4.同步时序电路的分析举例
CP
例1试分析如图所示的时序电路的逻辑功能
解:
(1)写方程式
时钟方程:
输出方程:
驱动方程:
CP0CRCP2CP
丫Q2nQ1nQon
JiQo
J2Q;
KoQ;
KiQon
K2Q1n
状态方程:
把驱动方程分别代入特性方程
JK触发器的特性方程:
Qn1JQnKQn
Q011
JoQon
KoQo
Q;QonQ2nQon
Q;1
jQ
K1Q;
Q⑥QgnqA
(6-2-4),得状态方程:
K2Q2nQ?
Q2nQ:
Q;Q;
J2Q;
Q2n
()
q2
(2)列状态表
依次假设电路得现态Q;Q1nQon,代入状态方程式和
输出方程式,进行计算,求出相应得次态和输出,结果见状态表
现态
次态
输出
Q;Q;Q01
Q21Q1n1Q01
Y
000
001
1
001
011
1
011
111
1
111
110
1
110
100
1
100
000
0
010
101
1
101
010
1
(3)画出状态图
/1/1/1/1/1
000——►001——►011——►111——►110——►100
/0
(a)有效循环
11
010——►101
11
(b)无效循环
(4)画时序图
(5)电路功能说明
由状态图和时序图可知,该电路是一个6次CP脉冲一循环的顺序发生器,又称为节拍发生器。
(6)检查电路能否自启动:
由状态图可知,电路不能自启动。
例2.试分析如图所示电路的逻辑功能
解:
(1)写方程式:
脉冲方程:
CPo
CRCP2CP
驱动方程:
Jo
Ko1
JiK,
Q0
J2k2
QinQ;
输出方程:
CQ2Q1Q0
状态方程:
将驱动方程(6-3-1)代入到jk触发器的特性方程中,得到状态方程:
Q011
KoQ;
Q0n
Q;1
J1Q1n
K1Q1n
Q1nQo
Q1nQ0n
Q;1
J2Q2n
K2Q;
Q2nQ1nQ01
Q2'Q1nQ;Oon
(2)列状态表
现态
次态
输出
q2
Q;Q;
Q;1
Q1n1
Q;1
C
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
(3)画状态图
10-10-10-/0_10
000001010011100101
/0
/1
(4)画和时序图
(5)电路功能说明
该时序电路为3为二进制同步加法计数器,C为进位指示端。
(6)检查电路能否自启动:
如图所示,该电路为3位二进制同步减法计数器,分析过程同二进制同步加法计数器。
例3.分析如图6-3-12所示电路的逻辑功能。
CP
解:
1
(1)写方程式
脉冲方程:
CP。
CP1CP2
CP3CP
驱动方程:
Jo
Ko1
Ji
Q3nQo
K1Q01
J2
K2Q1nQo
J3
QonQ;Q2
K3qO1
输出方程:
C
Q3Q0
(2)求状态方程
将驱动方程代入到触发器的特性方程中,得到状
态方程:
Qo1
JoQon
KoQ;
Qon
Q:
1
j1Q1n
K1Q1n
Q1nQon
Q;1
JzQ;
K2Q2
Q2nQ1nQo
Q2'Q1nQ;Q°n
Q3n1JsQs0gQjQgQ;Q冋
(3)进行计算,得状态表
计数
现
态
次
态
输出
脉冲
序号
Q3n
Q2n
Q1n
Qon
Q3n1
Q2r
11
亠n1_n1
Q1Qo
C
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
2
0
0
1
0
0
0
1
1
0
3
0
0
1
1
0
1
0
0
0
4
0
1
0
0
0
1
0
1
0
5
0
1
0
1
0
1
1
0
0
6
0
1
1
0
0
1
1
1
0
7
0
1
1
1
1
0
0
0
0
8
1
0
0
0
1
0
0
1
0
9
1
0
0
1
0
0
0
0
1
(4)由状态真值表可画出状态转换图。
/0/0/0/0
00000001001000110100
4
/1]/0
CP
Qo
Q1
Q2
Q3
1001——1000——0111——0110——0101/0/0/0/0
C
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