时序电路的分析课件.ppt

1、时序电路概述时序电路概述时序电路的特点时序电路的特点时序电路逻辑功能表示常用方法时序电路逻辑功能表示常用方法时序电路的分类时序电路的分类时序逻辑电路的分析时序逻辑电路的分析1 时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的特点 时序电路的一般化模型时序电路的一般化模型 组组合合电电路路 I O 存存储储电电路路 E S i j k m * *电路由组合电路和存储电路组成。电路由组合电路和存储电路组成。 * *电路存在反馈。电路存在反馈。 (1) (1) 结构特征结构特征: : (2) 工作特征：工作特征：时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态时序逻辑电路的工作特点是任意时刻的输出状态不仅与该当前的输入信

2、号有关，而且与此前电路的状态有关。不仅与该当前的输入信号有关，而且与此前电路的状态有关。 输出方程输出方程: Of1(I，S) 激励方程激励方程: Ef2(I，S) 状态方程状态方程 : Sn+1f3(E，Sn) 表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式表达输出信号与输入信号、状态变量的关系式表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式表达了激励信号与输入信号、状态变量的关系式表达存储电路从现态到次态的转换关系式表达存储电路从现态到次态的转换关系式 组组合合电电路路 I O 存存储储电电路路 E S i j k m (1)(1)异步时序电路与同步时序电路异步时序电路与同步时序电路时序电路时序电路

3、同步：同步：存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源，存储电路里所有触发器有一个统一的时钟源，它们的状态在同一时刻更新它们的状态在同一时刻更新。 异步：异步： 没有统一的时钟脉冲或没有时钟脉冲，没有统一的时钟脉冲或没有时钟脉冲，电路电路的状态更新不是同时发生的。的状态更新不是同时发生的。 1D Q0 FF0 FF1 Q1 Q1 Q0 & Z CP 1D CP X 1J C1 1K 1J C1 1K =1 Q1 “1” Q2 Y & Q2 Q1 FF1 FF2 2 时序逻辑电路的分类时序逻辑电路的分类 1D C1 & 1 & D0 Q0 FF0 Q0 & 1 1D C1 D1 Q1 FF1 Q1

4、Y A CP 输出方程输出方程A)QQ(Y10 A)QQ(D100 AQD01 激励方程组激励方程组 A)QQ(Qnnn1010 AQQnn011 状态状态方程组方程组DQn 111. 1. 逻辑方程组逻辑方程组3 时序电路功能的表达方法时序电路功能的表达方法2 状态表状态表0 1 / 00 0/ 11 11 1 / 00 0 / 11 01 0 / 00 0 / 00 00 1 / 00 0/ 10 1状态表状态表nnQQ01YQQnn/1011A=1A=0 反映时序逻辑电路的输出反映时序逻辑电路的输出Y Y、次态、次态Qn+1和电路的输入和电路的输入A A、现态、现态Qn 间对应取值关系的

5、表格称为状态表。间对应取值关系的表格称为状态表。读法：处于现态读法：处于现态Qn的时序电路，当输入为的时序电路，当输入为A时，该电路将进入输出时，该电路将进入输出为为Y的次态的次态Qn+1状态表状态表0 1 / 00 0/ 11 11 1 / 00 0 / 11 01 0 / 00 0 / 00 00 1 / 00 0/ 10 1nnQQ01YQQnn/1011A=1A=0 10 11 00 01 0/0 1/0 0/1 10 11 00 01 1/0 0/11/00/11/03 状态图状态图根据状态表画出状态图根据状态表画出状态图 CP A Q0 Q1 Y 4. 时序图时序图 时序逻辑电路的

6、四种描述方式是可以相互转换的时序逻辑电路的四种描述方式是可以相互转换的状态表状态表0 1 / 00 0/ 11 11 1 / 00 0 / 11 01 0 / 00 0 / 00 00 1 / 00 0/ 10 1nnQQ01YQQnn/1011A=1A=0根据状态表画出波形图根据状态表画出波形图时序逻辑电路分析的任务：时序逻辑电路分析的任务：分析时序逻辑电路在输入信号的作用下，其状态和输出分析时序逻辑电路在输入信号的作用下，其状态和输出信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。信号变化的规律，进而确定电路的逻辑功能。4 时序逻辑电路的分析时序逻辑电路的分析 时序电路的逻辑能是由其状态和输出信号

7、的变化的规律呈现时序电路的逻辑能是由其状态和输出信号的变化的规律呈现出来的。所以出来的。所以,分析过程主要是列出电路状态表或画出状态图、分析过程主要是列出电路状态表或画出状态图、工作波形图。工作波形图。分析过程的主要表现形式分析过程的主要表现形式:4 分析同步时序逻辑电路的一般步骤分析同步时序逻辑电路的一般步骤: :1.了解电路的组成：了解电路的组成：电路的输入、输出信号、触发器的类型等电路的输入、输出信号、触发器的类型等 .确定电路的逻辑功能确定电路的逻辑功能.3.列出状态转换表或画出状态图和波形图；列出状态转换表或画出状态图和波形图； 2. 根据给定的时序电路图根据给定的时序电路图,写出下

8、列各逻辑方程式：写出下列各逻辑方程式：() 输出方程；输出方程； () 各触发器的激励方程各触发器的激励方程;（3）状态方程）状态方程: 将每个触发器的驱动方程代入其特性将每个触发器的驱动方程代入其特性方程得状态方程方程得状态方程.例例1 分析下图所示的同步时序电路。分析下图所示的同步时序电路。 & CP 1D Q0 Z1 FF0 Z0 Z2 FF2 FF1 Q2 Q1 Q0 Q2 Q1 1D 1D C1 C1 C1 DQn1nnnnQDQDQQD1201010 激励方程组激励方程组输出方程组输出方程组 Z0=Q0 Z1=Q1 Z2=Q21.根据电路列出逻辑方程组根据电路列出逻辑方程组:4 同

9、步时序逻辑电路分析举例同步时序逻辑电路分析举例得状态方程得状态方程nnnnnnnQDQQDQQQDQ1212011101010 2.列出其状态表列出其状态表将激励方程代入将激励方程代入D 触发器的特性方程得状态方程触发器的特性方程得状态方程DQn 1nnnQQQ0112101+112 nnnQQQ1 1 01 1 11 0 01 1 00 1 01 0 10 0 11 0 01 1 00 1 11 0 00 1 00 1 00 0 10 0 10 0 0状态表状态表3. 画出状态图画出状态图 000 001 100 011 010 110 101 111 Q2Q1Q0 nnnQQQ011210

10、1+112 nnnQQQ1 1 01 1 11 0 01 1 00 1 01 0 10 0 11 0 01 1 00 1 11 0 00 1 00 1 00 0 10 0 10 0 0状态表状态表3. 画出时序图画出时序图 CP Q0 Q2 Q1 TCP 由状态图可见，电路的有效状态是三位循环码。由状态图可见，电路的有效状态是三位循环码。从时序图可看出，电路正常工作时，各触发器的从时序图可看出，电路正常工作时，各触发器的Q端轮流出现端轮流出现一个宽度为一个一个宽度为一个CP周期脉冲信号周期脉冲信号,循环周期为循环周期为3TCP。电路的功能。电路的功能为脉冲分配器或节拍脉冲产生器。为脉冲分配器或

11、节拍脉冲产生器。 CP Q0 Q2 Q1 TCP 000 001 100 011 010 110 101 111 Q2Q1Q0 4、逻辑功能分析、逻辑功能分析 例例 2 试分析图题所示的计数器电路。写出它的驱动方程、状试分析图题所示的计数器电路。写出它的驱动方程、状态方程，列出状态转换真值表和状态图，画出时序波形图，说态方程，列出状态转换真值表和状态图，画出时序波形图，说明是几进制计数器。明是几进制计数器。1JC11KC11J1KC11J1KRRR1CPQ01Q2QFF0FF1FF2Rd1.写出各逻辑方程：写出各逻辑方程：驱动方程：驱动方程：J0=1 n20QKn21QJ n01QK n12Q

12、Jn12QK n0n2n0n00n001n0QQQQKQJQnnnnnnnQQQQQKQJQ1012111111nnnnQQKQJQ12222121Q0Q111011000101110Q2CPQ21Q0QCPQ2 Q1 Q00123450 0 00 1 11 1 11 1 01 0 10 0 02.列出状态表如表所示。列出状态表如表所示。3.画出状态图及波形图如图所示。画出状态图及波形图如图所示。4.由以上分析可见，此电路在由以上分析可见，此电路在5个状态之间循环，是同步五进个状态之间循环，是同步五进制计数器。制计数器。练习练习1： 分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特性方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。性方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。 练习练习2： 分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特性分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特性方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。 练习练习3： 分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特性分析下图所示的时序电路（写出驱动方程、特性方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。方程、状态转换表、状态转换图，说明几进制）。