数字电子技术第19次课时序逻辑电路的分析方法Word格式文档下载.docx
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2．异步时序逻辑电路
时钟脉冲CP只接部分触发器的时钟输入端，其余触发器则由电路内部信号触发。
因此，凡具备翻转条件的触发器状态的翻转有先有后，并不都和时钟脉冲CP同步。
计数器中，时钟脉冲CP又称为计数脉冲。
19.2同步时序逻辑电路的分析方法
同步时序逻辑电路中，所有触发器都由同一个时钟脉冲信号CP来触发，都对应相同的电平或边沿状态更新。
所以，可以不考虑时钟条件。
一、基本分析步骤
1．写方程式
（1）输出方程。
时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为原态的函数。
（2）驱动方程。
各触发器输入端的逻辑表达式。
即J=？
，K=？
，
（3）状态方程。
将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的次态方程。
时序逻辑电路的状态方程由各触发器次态的逻辑表达式组成。
JK和D的特性方程？
2．列状态转换真值表
将外输入信号和原态作为输入，次态和输出作为输出，列出状态转换真值表。
触发器的逻辑功能的表示方法有哪些？
相互转换？
特别：
与或式→真值表？
表19-1
X
Q2n
Q1n
Q0n
Q1n+1
Q0n+1
Y
1
·
3．逻辑功能的说明
根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。
4．画状态转换图和时序图
状态转换图：
电路由原态转换到次态的示意图。
时序图：
在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。
二、分析举例
例.1试分析如图所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。
&
图19－1
解：
分析：
由电路可看出，时钟脉冲CP加在每个触发器的时钟脉冲输入端上。
因此它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。
三个JK触发器的状态更新时刻都对应CP的下降沿。
（1）输出方程：
Y=Q2nQ0n
（2）驱动方程：
（3）状态方程：
2．状态转换真值表
由状态方程，可列状态转换真值表。
表19-2
原态
次态
输出
Q2n+1
3．逻辑功能说明
由状态转换真值表，在输入第6个计数脉冲CP后，返回原来的状态，同时输出端Y输出一个进位脉冲。
因此为同步六进制计数器。
⑴根据状态转换真值表→状态转换图。
圆圈内表示电路的一个状态，
箭头表示电路状态的转换方向（原态→次态）
箭头线上方标注的X／Y为转换条件，X为转换前输入变量的取值，Y为输出值
由于本例没有输入变量，故X未标上数值。
⑵根据状态转换真值表→时序图（或称工作波形图）。
Q2nQ1nQn0∕Y：
图19－2
5．检查电路能否自启动
电路应有23＝8个工作状态，只有6个状态被利用了，称为有效状态。
还有110和111没有被利用，称为无效状态。
如果由于某种原因而进入无效状态工作时，只要继续输入计数脉冲CP，电路会自动返回到有效状态工作。
该电路能够自启动。
例2试分析图所示电路的逻辑功能。
并画出状态转换图和时序图。
图19－3
分析步骤
1．写方程式：
Y=Q1nQn0CP
（2）驱动方程：
J0=1,K0=1
J1=X⊕Qn0，K1=X⊕Qn0
由于输入控制信号X可取0，也可取1，因此，应分别列出X＝0和X＝1的两张状态转换真值表。
当X=0时：
表19-3
当X=1时：
表19-4
在X＝0时，电路为加法计数器；
在X＝1时，电路为减法计数器。
因此，电路为同步四进制加/减计数器。
可画出X＝0和X＝1时的两个状态转换图。
如用一个状态转换图时，则应在斜线上方标明输入变量X的取值。
画时序图。
Q1nQ0n∕XQ1nQ0n∕Y
图19－4
19.2异步时序逻辑电路的分析方法
在异步时序逻辑电路中，只有部分触发器由计数脉冲信号源CP触发，而其它触发器则由电路内部信号触发。
因此，应考虑各个触发器的时钟条件，即应写出时钟方程。
各个触发器只有在满足时钟条件后，其状态方程才能使用。
否则，状态保持不变。
这是异步时序逻辑电路在分析方法上和同步时序逻辑电路的根本不同点。
例3，试分析图19-5-7所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。
B
图19-5逻辑电路图
（1）写方程式
1）时钟方程：
CP0=CP，即FF0由CP的下降沿触发。
CP1=即FF1由的下降沿触发。
CP2=即FF2由的下降沿触发。
2）输出方程：
B=
3）驱动方程：
J0=1，K0=1
J1=1，K1=1
J2=1，K2=1
4）状态方程：
状态方程只有在满足时钟条件时才是有效的。
否则电路状态将保持不变。
（2）列状态转换真值表见表19-5。
表19-5状态转换真值表
（3）逻辑功能说明由状态转换真值表和逻辑电路图可以看出，这是一个八进制异步减法计数电路。
（4）状态转换图和时序图如图19-6a、b所示，
Q2nQ1nQn0∕B：
a）状态转换图b）时序图
图19-6例3状态转换图和时序图
（5）检查电路能否自启动由状态转换真值表表6-6可知8个输入状态全部是有效状态，因此该时序逻辑电路肯定能够自启动。
例4试分析下图19-7所示电路的逻辑功能。
图19－7
FF1的时钟信号是由Q0端输出的负跃变信号来触发的，所以是异步时序逻辑电路。
1、写方程式：
（1）时钟方程：
CP0=CP2=CP，F0和F2由CP的下降沿触发。
CP1=Q0nF1由CP0n的下降沿触发。
（2）输出方程：
Y=Q2n
（3）驱动方程：
J0=，K0=1
J2=Q1nQn0，K2=1
（4）状态方程：
状态方程只有在满足时钟条件后才是有效的。
否则将保持不变。
2、列状态转换真值表
表19-6
3、逻辑功能说明，
在输入第5个计数脉冲时，返回初始的000状态，同时Y输出一个负跃变的进位信号，因此，为五进制计数器。
4、状态转换图和时序图
图19－8
作业：
1、第6章自我检查题：
题6.1：
1，2
题6.2：
1
2、思考题与习题：
1，2，3
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