5.2

基于觸發(fā)器時序電路的分析時序邏輯電路中的基本單元是觸發(fā)器。5.2.1分析方法1.時序電路分析流程圖邏輯電路圖驅(qū)動方程輸出方程狀態(tài)方程狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖時序圖邏輯功能2.分析的一般步驟(1)寫出三個向量方程a.寫驅(qū)動方程及時鐘方程觸發(fā)器的驅(qū)動方程是觸發(fā)器輸入端的邏輯函數(shù)式。由于異步時序電路的存貯電路結(jié)構(gòu)與同步時序電路不同，異步時序電路需要另外寫時鐘方程。輸出方程表達(dá)了電路的外部輸出與觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)及外部輸入之間的邏輯關(guān)系。b.求輸出方程c.求狀態(tài)方程將a中得到的驅(qū)動方程代入觸發(fā)器的特性方程中，得出每個觸發(fā)器的狀態(tài)方程。狀態(tài)方程反映了觸發(fā)器次態(tài)與現(xiàn)態(tài)及外部輸入之間的邏輯關(guān)系。(2)列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖及時序圖三個向量方程能夠完全描述時序電路的邏輯功能，但電路狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程不能直觀地得到反映，因此常用狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序波形圖來表示電路的邏輯功能。(3)說明邏輯功能[例1]分析如圖所示時序電路的邏輯功能。5.2.2同步時序電路的分析1TC1CPFF0&1TC1FF1FF2Q01TC1&Q1Q21存貯電路部分是三個T觸發(fā)器1TC1CPFF0&1TC1FF1FF2Q01TC1&Q1Q21[解]這個電路的組合電路部分是兩個與門三個觸發(fā)器由同一時鐘CP控制，所以是同步時序電路。Z為外部輸出1TC1CPFF0&1TC1FF1FF2Q01TC1&Q1Q21(1)寫三個狀態(tài)方程a.驅(qū)動方程b.輸出方程將驅(qū)動方程代入觸發(fā)器的特性方程，得狀態(tài)方程為c.求狀態(tài)方程T觸發(fā)器特性方程為(2)列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖a.狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表b.

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖注：三個觸發(fā)器共有八個狀態(tài)000，001，···，111。由于本例中沒有外部輸入，所以X/Z斜線上方?jīng)]有注字。000001010011111110101100Q2Q1Q0/0/0/0/0/0/0/1/0d.畫出時序圖(3)說明電路邏輯功能隨著時鐘信號的作用，狀態(tài)轉(zhuǎn)換的次序為二進(jìn)制數(shù)遞增規(guī)律，當(dāng)輸入八個時鐘脈沖時，恢復(fù)到初態(tài)000，循環(huán)周期為8。該電路為同步八進(jìn)制加法計數(shù)器。Z可以作為進(jìn)位信號。1TC1CPFF0&1TC1FF1FF2Q01TC1&Q1Q21T觸發(fā)器構(gòu)成的計數(shù)器在結(jié)構(gòu)上的特點：最低位觸發(fā)器是來一個時鐘脈沖，翻轉(zhuǎn)一次；除最低位外，其余觸發(fā)器只有在其所有低位觸發(fā)器都為1時，才能接收計數(shù)脈沖而動作。本例中T0=1，T1=Q0，T2=Q0Q1。依次類推，若由n個T觸發(fā)器組成這樣的計數(shù)器，第i位T觸發(fā)器的控制端Ti的驅(qū)動方程為：Ti

=Q0Q1Q2···Qi-1

所構(gòu)成的計數(shù)器為2n進(jìn)制計數(shù)器。1TC1CPFF0&1TC1FF1FF2Q01TC1&Q1Q21在每一行不再單獨列出觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)和次態(tài)。態(tài)序表:態(tài)序表也是一種形式的狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表。在態(tài)序表中，以時鐘脈沖作為狀態(tài)轉(zhuǎn)換順序。首先根據(jù)某一現(xiàn)態(tài)S0，得到相應(yīng)的次態(tài)S1再以S1為現(xiàn)態(tài)，得到新的次態(tài)S2。依次排列下去，直至進(jìn)入到循環(huán)狀態(tài)。態(tài)序表[例2]分析圖示同步時序電路的邏輯功能。a.求輸出方程和激勵方程[解]b.求狀態(tài)方程c.列狀態(tài)表，畫狀態(tài)圖(1)列狀態(tài)表(2)次態(tài)與輸出卡諾圖(3)狀態(tài)圖

(4)畫波形圖該電路是一個同步模4可逆計數(shù)器，X為加/減控制信號，Z為借位輸出。

e.邏輯功能分析從以上分析可以看出:當(dāng)外部輸入X=0時，狀態(tài)轉(zhuǎn)移按

00→01→10→11→00→…規(guī)律變化，實現(xiàn)模4加法計數(shù)器的功能；(b)當(dāng)X=1時，狀態(tài)轉(zhuǎn)移按00→11→10→01→00→…規(guī)律變化，實現(xiàn)模4減法計數(shù)器的功能。[例3]分析圖示同步時序電路的邏輯功能。①求輸出方程和激勵方程。[解]激勵方程輸出方程②求狀態(tài)方程③列狀態(tài)表，畫狀態(tài)圖狀態(tài)表狀態(tài)圖④畫波形圖從以上分析可以看出，該電路在CP脈沖作用下，把寬度為T的脈沖以三次分配給Q0、

Q１和Q2各端，因此，該電路是一個脈沖分配器。⑤邏輯功能分析由狀態(tài)圖和波形圖可以看出，該電路每經(jīng)過三個時鐘周期循環(huán)一次，并且該電路具有自啟動能力。所謂電路的自起動能力，是指電路狀態(tài)處在任意態(tài)時，能否經(jīng)過若干個CP脈沖后返回到主循環(huán)狀態(tài)中。5.2.3異步時序電路的分析需要特別注意的是，在異步時序電路中，每個觸發(fā)器的時鐘端并不是一定接同一信號，而觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的必要條件是時鐘端加合適的CP信號。所以在異步時序電路分析應(yīng)寫出每一級的時鐘方程。異步時序電路的分析方法與同步時序電路分析方法基本相同。[例4]分析如圖所示時序電路的邏輯功能。1J1KC1CP&FF0FF1FF2Q0Q1Q211J1KC11J1KC1111[解](1)寫方程1J1KC1CP&FF0FF1FF2Q0Q1Q211J1KC11J1KC1111a.驅(qū)動方程a.驅(qū)動方程：b.狀態(tài)方程將驅(qū)動方程代入JKFF的特性方程得狀態(tài)方程(CP0)(CP1)(CP2)(2)根據(jù)狀態(tài)方程列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表

Q0n+1

、Q1n+1、Q2n+1分別在

CP