时序逻辑电路的分析与设计〖PPT教案〗数字电路

第六章 时序逻辑 电路的分析和设计 时序逻辑电路的基本概念 时序逻辑电路的 基本结构 及 特点 1） 基本结构 组合电路、存储电路 (触发器 ) Z = X， 输出方程 Y = X， 驱动方程、激励方程 = Y， 状态方程 现态 :次态 2） 描述方程 时序逻辑电路的 分类 同步时序电路 异步时序电路 ：所有触发器的变化与时钟同步 ：触发器的变化不同步 时序逻辑电路功能的 描述方法 1） 逻辑方程式 ：输出方程、驱动方程、状态方程 2） 状态表 :输出 Z,次态 与输入 X,现态 3） 状态 (转换 )图 : 时序逻辑电路状态转换规律同输入 /输出取值关系的图形 4） 时序图 时序逻辑电路的分析方法 分析时序逻辑电路的一般步骤 1. 根据给定的时序电路图写出下列各逻辑方程式 1）各触发器的 时钟信号 2）组合电路的 输出方程 3）各触发器的 驱动方程 2. 将驱动方程带入相应的特性方程，求出各触发器的状态方程。 3. 根据状态方程和输出方程，列出该时序电路的状态表，画出状态图或时序图。 4. 用文字描述出给定时序电路的逻辑功能。 存储电路 时序逻辑电路的分析举例 组合电路 分析 : 电路组成 电路的驱动方程和输出方程 1输出方程： 驱动方程： 将驱动方程带入特性方程求出次态方程 根据状态方程和输出方程列状态表、画状态图或 时序图 用文字描述出给定时序电路的逻辑功能 1 时序逻辑电路的分析举例 分析此电路，画出状态转移图并说明其功能。 写出电路的 输出方程 和 驱动方程 。 101 101 0 Q 010 111 输出方程： 驱动方程： 将驱动方程带入特性方程求出次态方程 根据状态方程和输出方程列状态表、画状态图或时序图 状态表 状态图 Q 010 101 该时序逻辑电路的功能 :4进制加减计数器 时序图 用文字描述出给定时序电路的逻辑功能 当 X=1，加法计数器， 当 X=0，减法计数器， 分析此电路，画出状态转移图并说明其功能。 0 步时序电路设计 设 计 方 法 给定逻辑功能 写原始状态图 原始状态表 状态简化得最小化状态表 状态编码 选触发器类型，求控制函数、输出函数 画逻辑电路图 画出全状态图， 检查自启动能力，如无则 重新设计 同步时序电路设计举例 例： 设计一个模可变的同步递增计数器 。 当控制信号 0时为三进制计数器； 时为四进制计数器 。 解： （ 1）作原始状态图 设 输入控制端： 输出端： 1（三进制计数器的进位输出端） 2（四进制计数器的进位输出端） 00 01 10 11 X/（ 2）确定触发器类型，求激励和输出函数。 触发器类型： D 个数： 2 根据触发器的激励表与原始状态图 ， 作状态表 。 1/0 1/0 X 0 1 1 现 入 X 现 态 控制入 态 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 现输出 0 0 0 0 1 1011 010 从卡诺图看出 ， 约束项均未使用 ，按 “ 0”处理填入表中 ， 得全状态表 。 0 1 1 0 0 0 0 0 0 011 012 输出： 状态转换表 全 举例 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 举例 （ 3）画出逻辑图 1011 01 011 012 举例 4. 画出全状态图 00 01 10 11 0/0 0/0 0/1 1/1 1/0 1/0 1/0 0/0 电路是一个自启动电路，完成设计要求。 作业 : 回目录