無人機電子技術基礎課件 9.2 時序邏輯電路的分析方法

《無人機電子技術基礎》時序邏輯電路的分析方法目錄一、時序邏輯電路概述二、時序邏輯電路的分析時序邏輯電路概述01一、時序邏輯電路概述1.時序邏輯電路特點……組合電路存儲電路…………x1xiy1yj……q1qlw1wk狀態變量驅動變量輸入變量輸出變量時序邏輯電路的結構示意圖時序邏輯電路在任何時刻的穩態輸出，不僅與該時刻的輸入信號有關，而且還與電路原來的狀態有關。一、時序邏輯電路概述2.時序電路邏輯功能的表示方法時序電路的邏輯功能可用邏輯表達式、狀態表、卡諾圖、狀態圖、時序圖和邏輯圖6種方式表示，這些表示方法在本質上是相同的，可以互相轉換。用X代表輸入變量，Y代表輸出變量，W代表存儲電路的輸入變量，Qn代表存儲電路的輸出狀態。邏輯表達式有：輸出方程：Y=F1(X,Qn)；激勵方程：W=F2(X,Qn)狀態方程：Qn+1=F3(W,Qn)一、時序邏輯電路概述3.時序電路的分類按邏輯功能分為寄存器、計數器、移位寄存器、讀/寫存儲器和脈沖發生器等。按觸發器的時鐘脈沖是否取自同一脈沖源，可分為：同步時序電路：各個觸發器的時鐘脈沖取自同一脈沖源，電路狀態改變時，電路中要更新狀態的各個觸發器是同步翻轉的。異步時序電路：各個觸發器的時鐘脈沖不是取自同一脈沖源，各個觸發器的CP信號既可以是輸入時鐘脈沖，也可以是其它觸發器的輸出。電路狀態改變時，電路中要更新狀態的觸發器，有的先翻轉，有的后翻轉，是異步進行的。一、時序邏輯電路概述3.時序電路的分類按輸出信號的特性可分為：米利（Mealy）型時序電路：輸出不僅與現態有關，還和電路的輸入有關。莫爾（Moore）型時序電路：輸出僅與觸發器的現態有關。時序邏輯電路的分析02二、時序邏輯電路的分析1.時序電路的分析步驟時鐘方程輸出方程驅動方程狀態方程狀態表狀態圖時序圖確定電路邏輯功能列真值表電路圖①②③④⑤時序邏輯電路的分析步驟：二、時序邏輯電路的分析2.同步時序邏輯電路的分析第一步：寫方程式時鐘方程：CP0=CP1=CP2=CP輸出方程：C=Q2n1J1KC11J1KC11J1KC1CP11CFF0FF1FF2驅動方程：J0=Q2nK0=1J1=Q0nK1=Q0nJ2=Q0nQ1nK2=1第二步：求出狀態方程JK觸發器的特性方程：將各觸發器的驅動方程代入，即得電路的狀態方程：二、時序邏輯電路的分析2.同步時序邏輯電路的分析Q1n+1=Q0nQ1n+Q0nQ1nQ0n+1=Q2nQ0n+0?Q0n=Q2nQ0nQ2n+1=Q0nQ1nQ2n+0?Q2n=Q0nQ1nQ2nJ0=Q2nK0=1J1=Q0nK1=Q0nJ2=Q0nQ1nK2=1二、時序邏輯電路的分析2.同步時序邏輯電路的分析00000101001110010111011100101001110000001001000000001111Q1n+1=Q0nQ1n+Q0nQ1nQ0n+1=Q2nQ0nQ2n+1=Q0nQ1nQ2nC=Q2n第三步：列真值表二、時序邏輯電路的分析2.同步時序邏輯電路的分析狀態圖Q2nQ1nQ0n/C000001011010100110101111/0/0/0/0/1/1/1/1Q0Q1Q2CPC12345時序圖000100010110001000自啟動能力1第四步：由狀態真值表可以畫出狀態圖、時序圖二、時序邏輯電路的分析2.同步時序邏輯電路的分析第五步：判斷電路的邏輯功能經過分析可知：在時鐘脈沖CP的作用下，000→001→010→011→100這5個狀態按遞增規律變化，本電路是一個五進制同步加法計數器，即每來5個CP，它將完成逢五進一。Q0Q1Q2CPC12345時序圖0001000101100010001二、時序邏輯電路的分析3.異步時序邏輯電路的分析第一步：寫方程式時鐘方程：電路沒有單獨的輸出，為莫爾型時序電路。驅動方程：【例】異步時序邏輯電路如圖所示，分析其邏輯功能。異步時序邏輯電路CP2=Q1CP1=Q0CP0=CP第二步：求狀態方程D觸發器的特性方程：將各觸發器的驅動方程代入，即得電路的狀態方程：二、時序邏輯電路的分析3.異步時序邏輯電路的分析二、時序邏輯電路的分析3.異步時序邏輯電路的分析時鐘脈沖信號CP0由外部時鐘脈沖信號CP提供，在每次現態到次態的轉換時均會有上升沿出現。時鐘脈沖信號CP1由FF0的輸出端Q0產生，只有在FF0的輸出端Q0由“0”向“1”變化時才會出現上升沿。時鐘脈沖信號CP2由FF1的輸出端Q1產生，只有在FF1的輸出端Q1由“0”向“1”變化時才會出現上升沿。Q0的現態向次態的轉變只需根據它的狀態方程計算便可以得出。Q1的現態向次態的轉變需在FF0觸發器的時鐘方程CP1=Q0出現上升沿時，再由狀態方程Q1n+1=Q1n求出。否則Q1不變。第三步：真值表Q2的現態向次態的轉變需在FF1觸發器的時鐘方程CP2=Q1出現上升沿時，再由狀態方程Q2n+1=Q2n求出，否則Q2不變。二、時序邏輯電路的分析3.異步時序邏輯電路的分析③列真值表二、時序邏輯電路的分析3.異步時序邏輯電路的分析狀態圖第四步：畫狀態圖、時序圖二、時序邏輯電路的分析3.異步時序邏輯電路的分析第五步：電路功能由狀態圖可以看