文档介绍：第十二章时序逻辑电路
基本要求:
时序逻辑电路的分析方法和同步时序逻辑电路的设计方法。
时序逻辑电路器件的应用
基本概念
计数器
分析设计方法
寄存器
可编程逻辑器件
555定时器
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时序逻辑电路的基本概念
一. 时序逻辑电路的基本结构及特点
时序电路的基本结构框图
它由输入逻辑组合电路、输出逻辑组合电路和存储器三部分组成,它们之间的逻辑关系可用驱动方程、输出方程和状态方程表示。
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第十二章时序逻辑电路
即输出变量函数关系Z=Fl(X,Qn)
即触发器输入变量函数关系Y=F2(X,Qn)
即触发器次态函数关系Qn+1=F3(Y,Qn)
时序逻辑电路的特点
(1)有存储电路和反馈电路。
(2)电路的工作状态,与时间因素相关,即时序电路的输出由电路的输入和原来的状态共同决定。
输出方程: 驱动方程: 状态方程:
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第十二章时序逻辑电路/ 基本概念
时序电路通常分为两大类:一类是同步时序逻辑电路,电路中所有存储器由一个时钟脉冲控制;另一类是异步时序电路,此类电路无公共的时钟脉冲。由于同步时序电路的理论比较成熟,应用也很广泛,因而我们重点介绍同步时序电路的分析和设计方法。
时序逻辑电路功能的描述方法
逻辑方程组是具体时序电路的直接描述,但不直观。
反映时序逻辑电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的图形称为状态图。
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第十二章时序逻辑电路/ 基本概念
反映时序逻辑电路Z、Qin+1与X、Qin间对应取值关系的表格称为状态表。状态表由三个部分组成,第一部分是现状态Qin和输入X的组合,第二部分是每一个状态与输入的组合所导致的次态Qin+1 ,第三部分是现态的输出Z 。
现态输入
次态
输出
X Q1n Q0n
Q1n+1 Q0n+1
Z
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
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1
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0
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1
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1
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1
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1
0
0
0
前面状态图对应的状态表
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第十二章时序逻辑电路/ 基本概念/ 功能的描述方法
时序图即时序电路的工作波形图。它能直观地描述时序电路的输入信号、时钟信号、输出信号及电路的状态转换等在时间上的对应关系。
上面介绍描述时序电路逻辑功能的4种方法可以互相转换。
前面状态表对应的时序图
Q0
Q1
Z
X
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第十二章时序逻辑电路/ 基本概念/ 功能的描述方法
时序电路的分析设计方法
时序电路的分析就是通过对已知电路分析,求出电路输出变量Z的变化规律,以及电路状态Q的转换规律,进而说明该电路的逻辑功能和工作特性。基本步骤如下:
:
(1)各触发器CP逻辑表达式,同步电路可不写;
(2)时序电路输出方程;
(3)各触发器驱动方程;
(4)时序电路状态方程。
,画出状态图或时序图。
。
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第十二章时序逻辑电路/ 基本概念
例1:试分析如图所示电路。
解:分析过程如下:
1)写出逻辑方程
输出方程
Z= Q1n Q0n
X
1
CP
Q0 Q1
Z
驱动方程
J0= K0=1;J1= K1= X⊕Q0n
次态方程
Q0n+1= J0Q0n+K0Q0n=Q0n
Q1n+1= J1Q1n+K1Q1n
= (X⊕Q0n)Q1n+ X⊕Q0n Q1n= X⊕Q0n⊕Q1n
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第十二章时序逻辑电路/ 分析设计方法
2)列状态表、画状态图和时序图
3)逻辑功能分析
此电路是一个可控计数器。当X=0进行加法计数,每4个时钟脉冲电路的状态循环一次,输出端Z输出一个进位脉冲。当X=l时,电路进行减1计数,Z是借位信号。
输入现态
次态
输出
X Q1n Q0n
Q1n+1Q0n+1
Z
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
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