烟台理工学院：《数字电路与逻辑设计》课程教学资源（课件讲稿）第六章 时序逻辑电路 6.1 时序电路的基本分析和设计方法

第六障 时序逻辑电路 6.1时序电路的基本分析和设计方法 6.L.1时序电路的基本分析方法 L.分析步骤 时序电路 驱动方程 时钟方程 输出方程 特性方程 状态方程 计算 状态表 状态图 时序图 触发沿

6.1 时序电路的基本分析和设计方法 6.1.1 时序电路的基本分析方法 1. 分析步骤 时序电路 时钟方程 驱动方程 状态表 状态图 时序图 CP 触 发 沿 特 性 方 程 输出方程 状态方程 计算

第六障 时序遐辑电路 2.分析举例[例6.1.1门画出状态图和时序图 & [解]写方程式 里 时钟方程 1J 1J 1J C1 C1 C1 CP=CP=CP=CP 1K 1K 1K 0 输出方程 ● CP (同步) Moore型 Y=020 驱动方程 特性方程 状态方程 J0=Q5,K0=Q -00+00=0 J1=Q6,K1=Q6 Q=Q60”+QQ'=Q6 J2=0,K2=0 O=OO+0"O"=O

2. 分析举例 写方程式 时钟方程 CP0 = CP1 = CP2 = CP 输出方程 2 1 0 nnn Y Q Q Q = (同步) 驱动方程 n n J0 = Q2 , K0 = Q2 n n J1 = Q0 , K1 = Q0 n n J2 = Q1 , K2 = Q1 状态方程 特性方程 n n n n n n Q Q2 Q0 Q2 Q0 Q2 1 0 = + = + n n n n n n Q Q0 Q1 Q0 Q1 Q0 1 1 = + = + n n n n n n Q Q1 Q2 Q1 Q2 Q1 1 2 = + = + (Moore 型) [例 6.1.1]画出状态图和时序图。 [解] 1J 1K C1 Q0 Q0 1J 1K C1 1J 1K C1 Q1 Q2 Q1 Q2 & FF0 FF1 FF2 CP Y

第六障 时序题辑电路 计算，列状态表 例6.L.的状态表 现态 次态 输西 22"21"2” 22+21+2+I Y 0 Q"1=Q6 0 0 Q+1=Q2 0 1 1 Y=050"06 1 1 0 1 1 1

现态 次态 输出 Q2 nQ1 nQ0 n Q2 n+1Q1 n+1Q0 n+1 Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 例6.1.1的状态表 n n Q Q2 1 0 = + n n Q Q0 1 1 = + n n Q Q1 1 2 = + n n n Y = Q2 Q1 Q0 计算，列状态表

第六障 时序题辑电路 计算，列状态表 例6.1.1的状态表 现态 次态 输田 Q1= 22"1"" 22+21+2+I Y 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 Y=0%00端 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1

现态 次态 输出 Q2 nQ1 nQ0 n Q2 n+1Q1 n+1Q0 n+1 Y 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 例6.1.1的状态表 计算，列状态表

第六障 时序遐辑电路 画状态图0221Q0 00001-4-40400 0有效状态和有效循环 无效状态和无效循环 能否自启动？ 010 01 能自启动：不存在无效循环。 不能自启动：存在无效循环

画状态图Q2 Q1 Q0 000 001 /1 011 /1 111 /1 110 /1 100 /1 /0 有效状态和有效循环 010 101 /1 /1 无效状态和无效循环 能否自启动? 能自启动：不存在无效循环。 不能自启动：存在无效循环

第六障 时序逻辑电路 =Q60H=05Y=00'Q 计算，列状态表 画状态图020100 CP 222120 00000101/41-→40/400 0 0 0 0 1 0 0 1 0有效状态和有效循环 2 0 1 010 0 3 1 1 1 无效状态和无效循环 4 1 1 0 1 5 10 0 0 能否自启动？ 能自启动：不存在无效循环。 0 0 10 1 1 0 1 不能自启动：存在无效循环。 2 0 10 1

n n Q Q2 1 0 = + n n Q Q0 1 1 = n n + Q Q1 1 2 = + n n n Y = Q2 Q1 Q0 计算，列状态表 CP Q2 Q1 Q0 Y 0 1 2 3 4 5 0 1 2 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 画状态图Q2 Q1 Q0 000 001 /1 011 /1 111 /1 110 /1 100 /1 /0 有效状态和有效循环 010 101 /1 /1 无效状态和无效循环 能否自启动? 能自启动：不存在无效循环。 不能自启动：存在无效循环

第六障 时序题辑电路 画时序图Q2Q100 CP下降沿触发 1 000→001→011→111→110→100 注意：在 CP 画时序电 路的波形 0 0 0 图时至少 Q10 0 0 应包含 个完整的 0 有效状态 循环

画时序图Q2 Q1 Q0 000 001 /1 011 /1 111 /1 110 /1 100 /1 /0 CP 1 2 3 4 5 6 CP下降沿触发 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 Y 注意：在 画时序电 路的波形 图时至少 应包含一 个完整的 有效状态 循环

第六障 时序遐辑电路 6..2时序电路的基本设计方法 L.设计的一般步骤 逻辑 状态 时序逻辑 抽象 原始 化简 最简 设计要求 状态图 状态图 状态 选定触发 编码 逻辑 器的类型 状态方程 电路图 驱动方程 输出方程 检查能否 自启动

6.1.2 时序电路的基本设计方法 1. 设计的一般步骤 时序逻辑 设计要求 逻辑 抽象 原始 状态图 状态 化简 最简 状态图 状态方程 输出方程 驱动方程 选定触发 逻辑 器的类型 电路图 检查能否 自启动 状态 编码

第六障 时序遐辑电路 2.设计举例 例6.1.2] 按如下状态图设计时序电路。 00000010010001 0100 0101 00'0% [解已给出最简状态图，若用同步方式： 输出方程 Y CP=CP=CP,CP 0001110 Y=026 状态方程 XI × Q+2"Q6 0 =0 00 01 10 0 0 0 21=0,010+2"0, 0 × × =020'0+00

2. 设计举例 按如下状态图设计时序电路。 000 /0 /0 /0 /0 /0 001 010 011 100 101 /1 n n n Q2 Q1 Q0 [解] 已给出最简状态图，若用同步方式： 输出方程 00 01 11 10 0 1 n Q2 n n Q1 Q0 Y 1   2 0 n n Y Q Q = 状态方程 00 01 11 10 0 1 n Q2 n n Q1 Q0 1 0 n+ Q 1 0 0 1 1 0   1 0 0 n n Q Q + = 1 1 n+ Q 0 1 0 1 1 0 1 2 1 0 n n n n n n Q Q Q Q Q Q + = + 1 2 n+ Q 0 1 0 1 1 2 1 0 2 2 0 n n n n n n Q Q Q Q Q Q + = + [例 6.1.2] CP CP CP CP 0 1 2 = = =

第六章 时序逻辑电路 2+1-0,00+0'@ =0,2"26+Q50 选用JK触发器，将状态方程与特性方程比较得： =JO +K0" 驱动方程 J0=K0=1 J=0"O,K2=Om J=Q,06,K1=Q

选用 JK 触发器，将状态方程与特性方程比较得： 1 J0 = K0 = 1 0 1 0 2 , n n n J Q Q K Q = = 驱动方程 2 1 0 2 0 , n n n J Q Q K Q = = 1 0 0 n n Q Q + = 1 1 0 1 2 1 0 n n n n n n Q Q Q Q Q Q + = + 1 2 1 0 2 2 0 n n n n n n Q Q Q Q Q Q + = + 1 n n n Q JQ KQ + = +