10.1 时序逻辑电路

一、定义：

   时序逻辑电路（又称时序电路）：在任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态。

二、电路构成：

   存储电路（主要是触发器，且必不可少） 组合逻辑电路（可选）。

   时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。

三、分类

   根据电路状态转换情况的不同分为：

   1．同步时序逻辑电路：

   所有触发器的时钟输入端CP都连在一起，在同一个时钟脉冲 CP作用下，凡具备翻转条件的触发器在同一时刻状态翻转。触发器状态的更新和时钟脉冲CP是同步的。

   2．异步时序逻辑电路

   时钟脉冲CP只接部分触发器的时钟输入端，其余触发器则由电路内部信号触发。因此，凡具备翻转条件的触发器状态的翻转有先有后，并不都和时钟脉冲CP同步。

   计数器中，时钟脉冲CP又称为计数脉冲。

四、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，而后分析出它的功能。

   1、分清电路

   2、列出三个方程

   驱动方程、状态方程、输出方程

   3、列出状态真值表

   4、状态图

   5、功能描述

   6、检查电路有无自启动能力

举例分析

   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：分析步骤

由电路可看出，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。

三个JK触发器的状态更新时刻都对应CP的下降沿。

1、写方程式

（1）输出方程

（2）驱动方程

（3）状态方程

     将驱动方程带入JK触发器的特性方程，得状态方程

   2．状态转换真值表

      由状态方程，可列状态转换真值表。

  3．逻辑功能说明

     由状态转换真值表，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。因此为同步六进制计数器。

  4．画状态转换图和时序图

  ⑴ 根据状态转换真值表→状态转换图。

     圆圈内表示电路的一个状态，箭头表示电路状态的转换方向（现态→次态）

     箭头线上方标注的X／Y为转换条件，X为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未标上数值。

  ⑵ 根据状态转换真值表→时序图（或称工作波形图）。

  5．检查电路能否自启动

     电路应有8个工作状态，只有6个状态被利用了，称为有效状态。还有110和111没有被利用，称为无效状态。

能够自启动：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，电路会自动返回到有效状态工作。

该电路能够自启动。

小结

   本节主要介绍了时序逻辑电路的基本知识和分析方法，重点掌握分析时序逻辑电路的方法。