时序逻辑电路的分析就是对已知的逻辑电路进行逻辑功能的分析,即分析时序逻辑电路的输出状态随输入变量和时钟脉冲CP 作用下的变化规律。其分析的一般步骤如图11.16 所示。
图11.16 分析时序逻辑电路的一般步骤
【例11.3】 分析11.17(a)所示时序逻辑电路的功能,并根据图11.17(b)的已知条件 RD和CP,画出 Q0、Q1、Q2和Z 的时序图,作状态转换图。
图11.17 例11.3 逻辑电路和输入信号图
分析:
(1)图11.17(a)是用一个脉冲CP 控制三个JK 触发器组成的逻辑电路,即时钟脉冲方程为CP1=CP2=CP3=CP。
(2)根据图11.17(a)写输入端J、K 的方程(即驱动方程)和输出方程Z。
(3)将驱动方程代入JK 触发器的特性方程可得状态方程
(4)根据11.17(b)中 RD=0的信号得初始状态Q2Q1Q0=000,所以,将000~111 代入状态方程,推导出状态转换表11.5。
(5)分析状态转换表得状态转换图、逻辑功能和时序图。
解 (1)时钟脉冲方程、驱动方程、输出方程。
时钟脉冲CP 方程
(2)状态方程。
(3)状态转换表,如表11.5 所示。
表11.5 例11.3 的状态转换表
(4)状态图、逻辑功能、时序图。
由状态转换表得状态转换图,如图11.18(a)所示。即逻辑功能为八进制同步加法计数器;时序图如图11.18(b)所示。
图11.18 例11.3 状态转换图和时序波形图
结论:
(1)由一个脉冲CP 控制所有触发器的时序逻辑电路,称为同步时序逻辑电路。
(2)时钟方程、驱动方程和输出方程是根据已知逻辑电路得出。
(3)状态方程是根据驱动方程得出。
(4)状态转换表是根据状态方程和时钟方程得出。
(5)状态图是根据状态转换表得出。(www.xing528.com)
(6)逻辑功能和时序图是根据状态图或状态转换表得出。
【例11.4】 试写出图11.19(a)所示时序逻辑电路的状态方程和状态转换,并画出状态图和时序图。已知触发器的初始状态为000。
图11.19 例11.4 时序逻辑电路图
分析:
(1)图11.19 中CP1与CP0、CP2不是同一个脉冲信号控制,即
(2)根据图11.19 写驱动方程D0、D1、D2。
(3)将驱动方程代入特性方程Qn+1=D,得状态方程
(4)由状态方程和CP 方程推导出状态转换表11.6;注意时钟CP1=Q0,当=1转换为时,产生上升沿CP1触发信号,得到新状态
(5)由状态转换表画状态转换图,从而分析得出逻辑功能和时序图。
解 (1)时钟脉冲方程、驱动方程、输出方程。
时钟脉冲CP 方程:
驱动方程:
(2)状态方程。
(3)状态转换表,如表11.6 所示。
表11.6 例11.4 的状态转换表
(4)状态图、逻辑功能、时序图。
根据状态转换表11.6 画出状态图11.20(a)。
分析状态图11.20(a)可知其逻辑功能为五进制异步加法计数器,其时序图如图11.20(b)所示。
图11.20 例11.4 状态图和时序波形图
结论:
(1)不是由同一个脉冲CP 控制所有触发器的时序逻辑电路(如),称为异步时序逻辑电路。
(2)因在脉冲CP 作用下产生新状态Qn+1;因此,异步时序电路的状态转换表中,注意各触发器的新状态Qn+1不是同步的。
(3)分析状态图11.20(b)可知,000~100 为封闭循环,并且是加法计数循环,其计数的模M=5,所以逻辑功能确定为五进制加法计数器。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。