文档介绍：第六章时序逻辑电路
如前所述,时序逻辑电路的特点是——任一时刻
的输出不仅与当前的输入有关,还与以前的状态有关。
时序电路以触发器作为基本单元,使用门电路加以
配合,完成特定的时序功能。所以说,时序电路是由组
合电路和触发器构成的。
与学****组合逻辑电路相类似,我们仍从分析现成电
路入手,然后进行时序逻辑电路的简单设计。
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第一节时序逻辑电路概述
当逻辑电路中包含有触发器这类的存储器件时,新
的输出状态取决于两个方面:当前的输入和触发器原有
的状态。如下图:
T触发器输入T = /X
方程为
Q n+1 = T Q n +T Q n
Q n+1 = X Q n +X Q n
总输出为:
Z = Q n X CP
可见输出既与输入X、CP
有关,又与触发器输出有关。
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输入输出情况分析:
外来输入:X、CP 内部输入:Q
外部输出:Z 内部输出:Q
由下列时序图可
见,在相同的外部输
入条件下,存储电路 X=1,T=0
的状态不同,输出结触发器保持
果完全不同。与组合
电路有明显的区别。 Z为三者相与
Q初始为0,则Z一直为0
Q初始为1,Z如图
可见Q的影响之大。
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时序电路输入输出关系概括
Z(tn) = F [X (tn) , Y(tn)]
W(tn) =G [X (tn) , Y(tn)]
Y(tn+1) =H [W (tn) ,
Y(tn)]
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时序电路可分为两大类:
同步时序逻辑电路:
电路中所有触发器的时钟端是连在一起的,存储电路
的状态更新是在同一时刻同步进行的。
同步逻辑电路通常工作速度较快,电路相对复杂。
异步时序逻辑电路:
电路中各个触发器的时钟端不是相连的,可能各不
相同,也可能某一局部相同,各部分之间不同。总之,
存储状态的更新是在不同时刻异步进行的。
异步逻辑电路通常工作速度较慢,电路结构简单。
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第二节时序逻辑电路分析
时序电路的几个要素是:
输入信号(有时可以没有)
时钟信号(是一种特殊的输入)
存储状态:通常是触发器的输出Q。
输出信号:通常是各触发器输出信号的逻辑组合,有
时直接以触发器输出作为最终输出。
所谓分析,就是根据给定电路,确定输入、触发器状
态与最终输出之间的关系。
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一、时序逻辑电路的分析步骤
(1)分析时序电路的关键在于存储电路,所以要先写
出存储电路的输入表达式(即驱动方程)W(tn)。
假设电路中的存储单元是 J-K触发器,那我们就
要看一看 J 端、K端与谁相连,并用表达式写出来。
(2)写出存储电路的输出表达式,即状态转移方程
Y(tn)。
假设电路中使用的存储电路是 J-K 触发器,则状
态转移方程就是 J-K 触发器的特征方程。将第(1)步
得到的 J、K表达式代入即可。
(3)写出输出函数表达式 Z(tn)。
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(4)列出状态转移表,或画出状态转移图。
(5)画出工作波形图。
(6)总结概括电路功能。
例7-1 分析图示电路的逻辑功能
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第一印象:核心为三个JK触发器、时钟连在一起为
同步时序、无输入信号。
下面进行分析:
(1)写出驱动方程,也就是所有J-K的表达式。
(2)写出状态转移方程,即为J-K触发器的特征方程。
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(3)写出输出方程
(4)列出转移状态表、画出转移图。
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