第 7 章 时序逻辑电路

1. 第7章 时序逻辑电路 一、学习目的 时序逻辑电路是数字电子电路的另一个主要分支。通过本章的学习要掌握时序逻辑电路的工作特点，掌握时序逻辑电路的分析方法和设计方法，掌握各种类型的计数器的基本原理和使用方法。 二、内容介绍 本章在介绍了时序逻辑电路的分析方法及异步计数器、同步计数器、寄存器与移位寄存器的基本工作原理后，着重介绍了有关中规模集成电路的逻辑功能、使用方法和应用。还介绍了时序逻辑电路的设计方法。 三、本章重点 时序逻辑电路分析和设计方法，同步计数器和异步计数器的应用，寄存器的工作原理和分析方法。

2. 7.2 时序逻辑电路的分析方法 时序逻辑电路的分析：根据给定的电路，写出它的方程、列出状态转换真值表、画出状态转换图和时序图，而后得出它的功能。 一、同步时序逻辑电路的分析方法 同步时序逻辑电路的主要特点：在同步时序逻辑电路中，由于所有触发器都由同一个时钟脉冲信号CP来触发，它只控制触发器的翻转时刻，而对触发器翻转到何种状态并无影响，所以，在分析同步时序逻辑电路时，可以不考虑时钟条件。 (一）基本分析步骤 1、写方程式： 输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函数。 驱动方程：各触发器输入端的逻辑表达式。 状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的状态方程。

3. 2、列状态转换真值表： 将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中进行计算，求出相应的次态和输出，从而列出状态转换真值表。如现态的起始值已给定时，则从给定值开始计算。如没有给定时，则可设定一个现态起始值依次进行计算。 3、逻辑功能的说明： 根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。 4、画状态转换图和时序图： 状态转换图：是指电路由现态转换到次态的示意图。 时序图：是在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。 • 检验电路能否自启动 • 关于电路的自启动问题和检验方法，在下例中得到说明。

4. （二）分析举例 例、试分析下图所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。 解：由上图所示电路可看出，时钟脉冲CP加在每个触发器的时钟脉冲输入端上。因此，它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。

5. ①写方程式： 输出方程： 驱动方程： 状态方程 ②列状态转换真值表：

6. 现态 次态 输出 Y 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 状态转换真值表的作法是： 从第一个现态“000”开始，代入状态方程，得次态为“001”，代入输出方程，得输出为“0”。 把得出的次态“001”作为下一轮计算的“现态”，继续计算下一轮的次态值和输出值。 依次类推，直到次态值又回到了第一个现态值“000”。

7. ③逻辑功能说明： 电路在输入第6个计数脉冲CP后，返回原来的状态，同时输出端Y输出一个进位脉冲。因此，上图所示电路为同步六进制计数器。 ④画状态转换图和时序图： 状态转换图和时序图如下图所示 状态转换图的圆圈内表示电路的一个状态，即三个触发器的状态，箭头表示电路状态的转换方向。箭头线上方标注的X/Y为转换条件，X为电路状态转换前输入变量的取值，Y为输出值，由于本例没有输入变量，故X未标数值。

8. ⑤检查电路能否自启动。 三位二进制计数器应有8个状态，由“状态转换图”可看出，只有6个状态被利用了，这6个状态称为有效状态。还有110和111没有被利用，称为无效状态。将无效状态110代入状态方程中进行计算，得三个输出状态为111，再将111代入状态方程后得010，为有效状态。可见，该电路如果由于某种原因而进入无效状态工作时，只要继续输入计数脉冲CP，电路便会自动返回到有效状态工作，所以，该电路能够自启动。