数字电路和模拟电路-10时序逻辑电路的分析和设计

2023-11-13

前言:学习同步时序逻辑电路的分析、设计

一、同步时序逻辑电路的分析

1、时序逻辑电路的分析步骤

步骤一

逻辑图

同步or异步

计数器or状态机

一条总线同步,多条总线是异步

计数器无输入,状态机有输入

状态机还分摩尔型和米里型

步骤二

驱动方程

输出方程

状态方程

D1= D2= D3= ……

Q1^n=  Q2^n= Q3^n=……

Q1^(n+1) Q2^(n+1) Q3^(n+1)……

步骤三

状态表

状态图

时序图

输入  |  Q^n  |  Q^(n+1)

步骤四 功能描述

2、例:请分析以下同步时序电路。

步骤一:

只有一条CP,判断为同步时序电路

无输入是计数器

步骤二:

(1)驱动方程:

 (2)状态方程

把驱动方程,带入JK触发器的特性方程里,得出状态方程

 (3)输出方程

步骤三:

(1)状态表

(2) 状态图

 

 000→110七个状态构成循环,称为有效循环。
“111”位于有效循环之外,称为无效状态。
如果无效状态在若干个CP作用后,最终能进入有效循环称该电路具有自启动能力。
上述时序电路能够自启动。

(3)时序图

步骤四:

功能描述:同步七进制加法计数器

二、同步时序逻辑电路的设计

1、组合逻辑电路的设计步骤:

步骤一 逻辑问题
步骤二 真值表
步骤三 逻辑表达式
步骤四 逻辑图

2、时序逻辑电路的设计步骤:

步骤一 设定状态
步骤二 状态转换图
步骤三 状态表
步骤四 状态方程
步骤五 驱动方程
步骤六 逻辑图
步骤七 自启动校验

3、案例:试用JK触发器设计一个同步七进制计数器。

(1)逻辑抽象,画出状态图。

需要E个触发器。

(2)列出状态表

(3)求出状态方程

 (4)求出电路的驱动方程

(5)根据得到的驱动方程画出逻辑图。

 (6)检查电路能否自启动。

 总结:

同步时序逻辑电路的分析和设计刚好是相反的过程

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