南邮数电第5章-时序电路的分析和设计

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1、15.1概述一、组合电路第5章时序逻辑电路1.结构特点(1)电路由逻辑门构成，不含记忆元件；(2)输入信号是单向传输的，电路中不含反馈回路；2.功能特点：无记忆功能。2【例】>1XCPYDQQ&&&13二、时序电路1.结构特点(1)电路由组合电路和存储电路构成，含记忆元件；(2)电路中含有从输出到输入的反馈回路；组合电路存储电路X1XjZ1ZkQ1QmW1WlXQZW…………图5.1.1时序电路的结构框图42.功能特点：例：对JKFF，当J=K=1时：Qn=0，Qn+1=1；有记忆功能。Qn=1，Qn+1=03.分类(1)按Z(tn)与X(tn)是否有关米

2、勒(Mealy)型摩尔(Moore)型55.6时序电路的分析6时序电路的分析步骤（1）电路分析：根据电路结构，确定类型是同步还是异步电路，确定输入信号和输出信号，哪些部分是组合逻辑电路，哪些部分是存储电路。（2）列方程：列各触发器激励方程列各触发器状态方程（包括CP）列电路输出方程（3）作状态转移表（图），波形图。（4）分析逻辑功能。7例1分析下图所示时序电路的逻辑功能。解：(1)分析电路结构CP不作为外部输入变量X，而作为时钟信号。(2)写出四组方程C11DR&C11DR&C11DR&ZCP=1QQQ1238①时钟方程:CP1=CP2=CP3=CPC11

3、DR&C11DR&C11DR&ZCP=1QQQ123解：(1)分析电路结构②各触发器的激励方程:D2=Q1nQ2n⊕nnD3=Q1Q2·D1=Q1nQ3n·(2)写出四组方程9①时钟方程:CP1=CP2=CP3=CPC11DR&C11DR&C11DR&ZCP=1QQQ123解：(1)分析电路结构②各触发器的激励方程:D2=Q1nQ2n⊕nnD3=Q1Q2·D1=Q1nQ3n·③各触发器的状态方程]·CP=[Q3n+1Q1n·Q2n]·CP=[Q2n+1Q1n⊕Q2n]·CP=[Q1n+1Q1n·Q3n10①时钟方程:CP1=CP2=CP3=CPC11DR&

4、C11DR&C11DR&ZCP=1QQQ123解：(1)分析电路结构②各触发器的激励方程:③各触发器的状态方程④电路的输出方程Z=Q3n11(3)作状态转移表、状态转移图或波形图作状态转移表时从初态(预置状态或全零状态)开始，按状态转移的顺序列出，并整理。C11DR&C11DR&C11DR&ZCP=1QQQ123]·CP=[Q3n+1Q1n·Q2n]·CP=[Q2n+1Q1n⊕Q2n]·CP=[Q1n+1Q1n·Q3nZ=Q3n12Qn3Qn2Qn1Qn+13Qn+12Qn+11Zn0000010001010001001100111000100000110

5、1010111001011111001状态转移表偏离态]=[Q3n+1Q1n·Q2n]=[Q2n+1Q1n⊕Q2n]=[Q1n+1Q1n·Q3nZ=Q3n13状态转移表的另一种形式CP↑的个数Q3Q2Q1Z0000010010201003011041001010111010√0011011010√0011111100√114000001010100011110111101Q3Q2Q1Xn/Zn/0/0/0/0/1偏离状态有效循环状态转移图15RD0CP5分频Q1Q2Q3Z5分频波形图5分频16五进制同步加法计数器。4(4)电路的逻辑功能描述＋110计数对象

6、是CP的上升沿，Z作为进位信号，进位信息包含在Z的下降沿。17例2：分析下图所示电路。&&&ZXQQCP1JC11K1JC11K1111218解：1）电路分析：米勒型电路，同步时序电路，输入：X，输出Z。a、激励方程：J1=X，K1=X·Q2n。J2=XQ1n，K2=X。b、状态方程：Q1n+1=[XQ1n+X·Q2nQ1n].CPQ2n+1=[XQ1nQ2n+X·Q2n].CPc、输出方程：Z=XQ1nQ2n2）列方程：19当前输入当前状态下一状态当前输出XQn2Qn1Qn+12Qn+11Z000000001000010000011000100

7、010101100110110111111状态转移表20状态转移表Qn2Qn1Qn+12Qn+11ZX=0X=1X=0X=10000010001001000100011001100110121状态转移表N(t)X=0X=1X=0X=1AAB00BAC00CAD00DAD01Z(t)S(t)22状态转移图Q2Q1Xn/ZnA00B01D11C100/00/00/01/01/01/00/01/1234）分析逻辑功能：米勒型电路。在任何状态下，一旦X出现0，则电路回到初始状态A，且输出Z为0。当X连续出现四个及四个以上的“1”，输出Z则为1，可以看出，该电路是一

8、个连续四个以上1的检测电路。24例3：分析下图所示电路。25解：1