时序电路分析

作者&投稿:楚胁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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学习数字逻辑这门课程的目的有两个,第一是为了后续的电路设计,是硬件工程师的入门课程;第二则是为了更好地理解计算机的工作原理,为后续嵌入式开发、软件开发等打下坚实的基础。绝大部分人应该属于后者,毕竟纯粹的硬件开发工程师职位不多。

时序电路是数字逻辑这门课的关键,因为引入了时间这一维度,理解掌握其功能特性的难度比组合逻辑要高,因此,很多童鞋可能学到这有点晕,这是正常现象。应对办法也很简单:熟记典型的几个触发器功能特征,多做几个习题,对付考试和后续课程的理解绰绰有余。

时序电路这门课程的要求是最终能够进行简单的电路设计(包括组合逻辑和时序逻辑),完成特定的功能。学会跑之前,要先学会走,也就是先看看别人的电路是怎么设计的,分析其规律,然后再尝试设计简单的电路。

要对时序电路进行分析,需要先理解其结构特征,时序电路的基本结构如下图所示:

由图1知,时序电路由组合变换电路、存储电路和对外输出的组合电路三部分组成。一般情况下,称存储电路中保存的数据为时序电路的状态;外部输出Z有两种形式,一种是Z只与电路的现态相关,称为Moore型电路,一种是与电路的状态和外部输入相关,称为Mealy型电路。

要分析时序电路,很多教材上要写第一步做什么、第二步做什么之类的,这种方法很容易让童鞋们死记硬背,误入歧途,较为合理的方法应该是抓住时序电路的本质,即是什么导致电路状态发生改变?电路的状态如何改变?电路的对外输出是什么规律?这三个问题搞清楚了,画出电路的状态迁移图,根据状态迁移图对其功能进行说明,简单的分析就算完成了。

什么导致电路状态发生改变?

电路状态如何改变?

电路对外的输出是什么规律?

综上,只要抓住这三个方程,电路分析不是什么难事,大家只要掌握这个规律,没有分析不了的电路。

根据上面的原理,下面由简单到难,分别举两个例子进行分析。

显然,这时一个同步的Mealy型电路(Z与输入和X和D触发器的状态相关),分别写出输出方程、激励方程和次态方程:

由此,可以写出电路的次态(状态转移)和输出:

根据输出表,画出电路的状态转移图和波形图,分别入图5和图6所示:

根据状态转移图,很容易看出,例1中的功能为:当输入为1时,电路状态变化,且当处于0状态时,输入1,输出为1,当处于1状态时,输入1,输出为0;其它输入(即0),电路状态保持不变,且输出为1.

其中的D 0 的输入为D 00 *D 01

这个电路中每个触发器的激励方程为:

对于这样的电路,可以口述,假设Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 初态为0000,当一个时钟脉冲来临时,Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 转换为:0001;再来一个时钟脉冲则为:0011,类似进行分析,可以得到其转换状态为:

类似这样的电路在后续学习中非常常见,请大家熟悉,并且最好能直接口述或绘制其状态转移图

对于时序电路分析,抓住核心的三个方程(根据情况),很容易绘制状态转移图和波形图。

如有错,请各位批评指正!




分析下面时序电路,写出驱动方程,状态方程,画出状态转换图表,状态转换...
同步 D 触发器电路,D0 = Q1⊕Q2,D1 = Q0 ,D2 = Q1 。设各触发器初始状态为 0 ,则 :Q0(n+1) = Q1(n+1) = Q2(n+1) = 0 ,电路处于静止状态。设各触发器初始状态为 1 ,则电路可以正常工作,状态转换如下:电路在 7、6、4、1、3 之间循环,无效码 2、5 会自动回归,0...

分析下图的时序逻辑电路
见附图:

时序电路的分析与设计问题
1〉两芯片的级联形式是串联,2〉右边是高位,左边是低位,从清‘零电路看,右边计算器输出3,左边输出5,则计数循环是 3X16十5=53,即是 53 进制。

分析同步时序电路的3个步骤。
1、从给定的逻辑图中写出每个触发器的驱动方程。2、将得到的这些驱动方程代入相应的触发器的特性方程,得出每个触发器的状态方程,从而得到由这些状态方程组成的整个时序电路的状态方程组。3、根据逻辑图写出电路的输出方程。

时序逻辑电路分析题目解答
首先可以看出(4),因为同一个CP脉冲触发,因此为同步计数器。(1)输入端其实就是JK触发器的两个输入端JK的表达式。J1=(Q3乘Q2)的非,K1=Q3+Q2;J2=Q3的非,K2=Q1的非;J3=Q1异或Q3,K3=Q2的非。(2)第一行,三个空填01,11,10;第二行,五个空,填1,011,00,10,11;第三行...

时序逻辑电路的分类及各种电路特点是什么?
时序逻辑电路分为:同步时序电路和异步时序电路。①同步时序电路 同步时序电路的输入为时钟,并控制电路的时序和延时。因此可以把同步时序电路进一步分为:时钟同步时序电路和脉冲同步时序电路。原理图如下:同步时序电路的计数器例子(注意时钟的连接方式,所有的JK触发器同步):②异步时序电路 异步时...

电子线路——时序逻辑电路
触发器逻辑功能分类为置零、置一、保持和J-K触发器,可以通过方程和状态图表示。时序逻辑电路分析方法包括写出时钟方程、输出方程和驱动方程,通过这些方程求得状态方程,进而绘制状态图或时序图。寄存器如数码寄存器和移位寄存器则用于存储和传输信息,有双拍和单拍接收方式,以及单向和双向移位功能。移位...

时序逻辑电路分为哪两类
同步时序电路和异步时序电路。1、同步时序电路:是在统一的时钟脉冲控制下,所有存储单元的状态改变同时发生。同步时序电路可以进一步分为同步复位和异步复位两种复位方式。在同步复位电路中,复位信号与时钟信号同步,即在时钟脉冲的边沿或电平上进行复位操作。在异步复位电路中,复位信号与时钟信号是异步的...

时序逻辑电路的分析这道题怎么做
1.同步时序电路:同步时序电路是指各触发器的时钟端全部连接在一起,并接系统时钟端;只有当时钟脉冲到来时,电路的状态才能改变;改变后的状态将一直保持到下一个时钟脉冲的到来,此时无论外部输入x有无变化;状态表中的每个状态都是稳定的.2.异步时序电路:异步时序电路是指电路中除以使用带时钟的触发器...

数字电路同步和异步有什么区别?
2、异步电路的特点:除可以使用带时钟的触发器外,还可以使用不带时钟的触发器和延迟元件作为存储元件;电路状态改变完全有外部输入的变化直接引起。由于异步电路没有统一的时钟,状态变化的时刻是不稳定的,通常输入信号只在电路处于稳定状态时才发生变化。三、两者的电路分析不同:1、同步电路的电路分析:...

周至县19577734417: 时序逻辑电路的分析有几个步骤 -
储古钠林: 四个步骤: 1、观察电路结构:同步或异步,穆尔或米利⋯ 2、列写逻辑方程组:输出方程、激励方程、状态方程、时钟方程 3、列状态麦、画状态图或时序图 4、说明功能.

周至县19577734417: 数字逻辑电路问题:时序电路分析电路如图所示: (1)写出激励方程、状态方程、输出方程. (2)列出状态转移表,画出状态转移图. (3)判断电路类型,描... -
储古钠林:[答案] 你也学过??

周至县19577734417: 时序逻辑电路的分析 -
储古钠林: 一般家电中自动控制的装置,基本可以纳入时序逻辑电路.

周至县19577734417: 什么是时序电路? -
储古钠林: 时序控制器主要由电源控制电路、电源变换电路、机械式拨码定时电路、数字式触发器等六个单元电路组成.时序控制器的电源控制电路根据机械式拨码(秒)定时电路和机械式拨码(分)定时电路输出的控制信号,输出0~99秒内任意时间的电...

周至县19577734417: 同步逻辑时序电路分析的一般步骤
储古钠林: 1)写出输出函数和激励函数的表达式 2)把激励函数表达式代入触发器次态方程,导出电路的次态方程组 3)做出状态表和状态图 4)归纳出电路的逻辑功能

周至县19577734417: 什么是时序电路? -
储古钠林:[答案] 时序逻辑电路 简称时序电路时序电路,它是由最基本的 逻辑门 电路加上反馈逻辑回路(输出到输入)或器件组合而成的电路,与 组合电路 最本质的区别在于时序电路具有记忆功能.时序电路的特点是:输出不仅取决于当时...

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储古钠林: CK = CLK = CP :是时序逻辑的时钟信号,即同步信号,其作用是使逻辑电路在同一时刻动作,步调一致,保证数据传输、逻辑运算的可靠性.时钟的作用时刻有两种:1、上升沿(前沿 、↑)有效,器件的时钟端子与时钟信号直接连接.2、下降沿(后沿、↓)有效,器件时钟端子带非门的小圈,本题就是如此.触发器输出 Q 的值,是触发器的性质决定的,本题是 D 触发器:Q(n+1) = D .而 D 与 X、Y、Q、Q' 有关:D = ( (X' Q)' ( YQ')' )' = X'Q + YQ' 画波形图默认触发器初始状态为零,即:Q = 0 ,Q' = 1 .对初学者而言,这一题不简单,你对照 D、 Q 的逻辑关系,仔细琢磨波形图的含义.

周至县19577734417: 分析下图所示同步时序电路,要求:①写激励方程、状态方程和输出方程;②列状态转移表并画状态转换图③说明电路功能及自启动能力 -
储古钠林:[答案] 帮你做试卷吗? 找本数字电路 自己去看 这是最简单的同步时序逻辑电路分析.

周至县19577734417: 时序电路的基本分析方法中怎么找出没被利用的状态 -
储古钠林: 看输入态的时序和输出态的时序,两个在同一画面显示就能得出.

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