分析時序邏輯電路也就是找出該時序邏輯電路的邏輯功能,即找出時序邏輯電路的狀態(tài)和輸出變量在輸入變量和時鐘信號作用下的變化規(guī)律。上面講過的時序邏輯電路的驅(qū)動方程、狀態(tài)方程和輸出方程就全面地描述了時序邏輯電路的邏輯功能。
因此,只要寫出時序邏輯電路的這3組方程,它的邏輯功能也就描述清楚了。但是用3組方程描述電路的邏輯功能非常不直觀,不能直接看出電路狀態(tài)和輸出變量的與輸入變量和時鐘信號之間的對應關系,為了直觀地描述時序電路的邏輯功能,還有其他的表示方法:狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖。下面結(jié)合時序電路的分析,具體介紹這3種時序電路邏輯功能的描述方法。
由于觸發(fā)器電路中的觸發(fā)器元件動作特點不同,在時序邏輯電路中又分為同步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路。在同步時序邏輯電路中,各觸發(fā)器狀態(tài)的變化都是在同一時鐘脈沖的作用下同時發(fā)生的。而在異步時序邏輯電路中,各觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是同時發(fā)生的。
時序邏輯電路分析步驟
第一步:分析電路結(jié)構,寫出各觸發(fā)器的驅(qū)動方程。
第二步:將驅(qū)動方程代入相應觸發(fā)器的特性方程,求得各觸發(fā)器的次態(tài)方程,也就是時序邏輯電路的狀態(tài)方程。
第三步:根據(jù)電路圖寫出輸出方程。
第四步:根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程,列出該時序帶電路的狀態(tài)表,畫出狀態(tài)圖或時序圖。
時序邏輯電路的分析舉例
圖一就是一個時序邏輯電路圖,下面以此為例介紹同步時序電路的分析方法:
第一步:分析電路結(jié)構,寫出各觸發(fā)器的驅(qū)動方程
該時序電路包含3個觸發(fā)器FF1,F(xiàn)F2,F(xiàn)F3,這3個觸發(fā)器都是上升沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器,而且它們的時鐘脈沖相同,都是CP脈沖,即3個觸發(fā)器的觸發(fā)時刻都是CP脈沖的上升沿,因此該時序電路是同步的。該時序電路沒有輸入變量,有輸出變量Y。
列寫方程時,各觸發(fā)器的輸入、輸出變量、時鐘脈沖分別用相應字母加觸發(fā)器編號的下角標表示。如FF1觸發(fā)器的輸入、輸出變量分別表示為J1、K1、Q1、,其時鐘脈沖為C1或CP1。其他以此類推。
根據(jù)電路圖寫出各個觸發(fā)器的驅(qū)動方程
說明:如果觸發(fā)器的輸入端懸空,則相當于接高電平“1”,故K1=1。FF3觸發(fā)器的J端有兩個輸入,它們“與”運算后作為J端的輸入,故J3=Q1·Q2。Q1n、Q2n、Q3n表示觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)(原態(tài))。
第二步:將驅(qū)動方程代入相應觸發(fā)器的特性方程,求得各觸發(fā)器的次態(tài)方程,也就是時序邏輯電路的狀態(tài)方程。
將式(1)代入JK觸發(fā)器的特性方程,求得各觸發(fā)器的次態(tài)方程
第三步:根據(jù)電路圖寫出輸出方程
第四步:根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程,列出該時序帶電路的狀態(tài)表,畫出狀態(tài)圖或時序圖。
為了形象地描述時序邏輯電路的邏輯功能,可以把電路在一系列時鐘信號作用下狀態(tài)轉(zhuǎn)換的全部過程描述出來。描述時序邏輯電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換全部過程的方法有狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖等幾種。
同步時序邏輯電路的分析方法
分析時序電路,即找出給定時序電路的邏輯功能
一、分析步驟:
1 、寫出驅(qū)動方程(即觸發(fā)器輸入信號的邏輯函數(shù)式)
2 、寫出狀態(tài)方程(將驅(qū)動方程代入相應觸發(fā)器的特性方程)
3 、寫出電路的輸出方程(有些電路可能沒有輸出)
4 、列出狀態(tài)表(或狀態(tài)圖)
5 、確定電路的邏輯功能
二、例 P227 寫出驅(qū)動方程、狀態(tài)方程和輸出方程
?。?1 )驅(qū)動方程 J 2 = Q 1 J 3 = Q 1 Q K 1 1
K 3 = Q 2
?。?2 )根據(jù) JK 觸發(fā)器特性方程 寫出狀態(tài)方程
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?。?3 )輸出方程 Y = Q 2 Q 3
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