2022-2023学年高二物理竞赛课件：时序电路逻辑功能表示方法

时序电路逻辑功能表示方法 时序电路逻辑功能表示方法 1. 逻辑表达式（三大方程） (1) 输出方程 (3) 状态方程 (2) 驱动方程 2. 状态表、状态图、时序图 （卡诺图） 组合逻辑 电 路 存储电路 … … … … x1 … xi y1 … yj w1 wk q1 ql x1 y1 y2 J K Q1 Q2 x2 1J 1K C1 CP 继续 时序电路的特点 1. 定义 任何时刻电路的输出，不仅和该时刻的输入信号有关，而且还取决于电路原来的状态。 2. 电路特点 (1) 与时间 (CP) 有关； (2) 含有记忆性的元件(触发器)。 组合逻辑 电 路 存储电路 … … … … x1 … xi y1 … yj w1 wk q1 ql 输 入 输 出 继续 输出方程：输出变量的表达式。 驱动(激励)方程：触发器输入信号的表达式。 状态(次态)方程：次态输出的表达式。 驱动方程代入特性方程。 时钟方程： 控制时钟CP表达式 继续 x1 y1 y2 J K Q1 Q2 x2 1J 1K C1 CP 三、时序电路分类 1. 按功能划分： 计数器、寄存器等 2. 按时钟控制方式划分： 同步时序电路 触发器共用一个时钟 CP 异步时序电路 触发器不共用 CP 3. 按输出信号的特性划分： Moore型 Mealy型 存储 电路 Y(tn) 输出 W Q X(tn) 输入 组合 电路 CP Y(tn) 输出 CP X(tn) 输入 存储 电路 组合 电路 组合 电路 5.2 & 1 & & 1D C1 =1 =1 1D C1 A CP Q1 Q1 Q2 Q2 Y FF1 FF2 1D C1 Q0 Q0 FF0 1D C1 Q1 Q1 FF1 1D C1 Q2 Q2 FF2 CP & & 给定时序电路 分析电路组成 时钟、输出方程 驱动方程 状态表、状态图 求出状态方程 说明功能 触发器特性方程 Qn+1=S+RQ Qn+1=D Qn+1=JQ+KQ Qn+1=T⊕Q 5.2 时序电路的基本分析方法 例1 1J 1K C1 Q0 Q0 FF0 1J 1K C1 Q1 Q1 FF1 1J 1K C1 Q2 Q2 FF2 CP & Y ①写激励方程： J0 = Qn2 ；K0= Qn2 J1 = Qn0 ；K1= Qn0 J2 = Qn1 ；K2= Qn1 ②求状态方程： Q0n+1= Qn2Qn0 + Qn2Qn0 Q1n+1= Qn0Qn1 + Qn0Qn1 Q2n+1= Qn1Qn2 + Qn1Qn2 = Qn2 = Qn0 = Qn1 ③写输出方程： Y = Qn2 Qn1 Qn0 至此，我们写出了三大方程，但是，我们并不清楚这个电路的作用！ Y = Qn2 Qn1 Qn0 状态方程： Q0n+1= Qn2 Q1n+1= Qn0 Q2n+1= Qn1 输出方程： Moore型的同步时序逻辑电路 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 前 言 数字电路 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 前 言 数字电路 ④计算，列写状态转换表： Y = Qn2 Qn1 Qn0 状态方程： Q0n+1= Qn2 Q1n+1= Qn0 Q2n+1= Qn1 输出方程： 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 ⑤由状态表画出状态转换图： 000 001 011 111 110 100 /0 /1 /1 /1 /1 /1 010 101 ⑥由状态图画时序图： /1 /1 CP 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 Q0 Q1 Q2 Y 注意：CP触发沿到来时相应的FF才会更新状态，否则保持原态。 Q2Q1Q0 /Y 注意：不能漏掉任何可能出现的初态和输入的取值。 （1）将输入变量和FF初态的取值分别代入状态方程和输出方程进行计算，求出每个FF的次态和输出的状态； （2）以得到的次态作为新的初态，和这时的输入变量取值一起重复该步骤。如此继续下去，将全部的计算结果列成真值表的形式——状态表。 以圆圈表示电路的状态； 用箭头表示状态转换的方向； 箭头旁标注输入条件和输出结果 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 前 言 数字电路 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 前 言 数字