教字逻辑设计及应用 第7章肘序逻辑设计原理(三) 秦锁存器和触发器 同步时序分析 同步时序设计
第7章 时序逻辑设计原理(三) 数字逻辑设计及应用 锁存器和触发器 同步时序分析 同步时序设计
X+8 8 J Q &hY JQ CLK CLK 1 & bk Qb &p口KF1Qb FF2 CP 1、由电路得到激励方程 ∫1=(X·Q2)′=x+Q2 2=XQ1 IK,=(XQ22) iK2 =(xQ1) 2、由电路得到输出方程 Y=XQ2·Q1
CP X Y J Q CLK K Q & & & & J Q CLK K Q & & Y = X· Q2 ·Q1 J1 = (X’· Q2 ’)’ K1 = (X· Q2 ’)’ J2 = X’· Q1 K2 = (X’· Q1 ’)’ 1、由电路得到激励方程 2、由电路得到输出方程 FF1 FF2 = X+Q2
3、得到状态转换方程 -K触发器特征方程为:Q*=]Q+K·Q Q1*=]1Q1+K1Q1=(X+Q2)Q1+XQ2"Q1 Q2 Q1+X Q1+XQ2.Q1 Q2*=12Q2+K2Q2=X·Q1Q2+X"·Q1Q2 1、由电路得到激励方程 1=(X·Q2)=X+Q2∫2=XQ1 K2=(xQ2) K2=(XQ1) 2、由电路得到输出方程Q1*=Q2Q1+xQ1+xQ2Q1 Y=xQ2·Q1 Q2*=X·Q1Q2+X·Q1“Q2
Q2 * = J2 ·Q2 ’ + K2 ’·Q2 Q1* = Q2·Q1 ’ + X·Q1 ’ + X·Q2 ’·Q1 Q2* = X’· Q1 ·Q2 ’ + X’· Q1 Y = X· Q ’· Q2 2 ·Q1 J1 = (X’· Q2 ’)’ K1 = (X· Q2 ’)’ J2 = X’· Q1 K2 = (X’· Q1 ’)’ 1、由电路得到激励方程 2、由电路得到输出方程 = X+Q2 3、得到状态转换方程 J-K触发器特征方程为：Q* = J·Q’ + K’·Q Q1 * = J1 ·Q1 ’ + K1 ’·Q1 = (X+Q2)·Q1 ’ + X· Q2 ’· Q1 = Q2·Q1 ’ + X·Q1 ’ + X·Q2 ’·Q1 = X’· Q1 ·Q2 ’ + X’· Q1 ’· Q2
4、由状态方程和输出方程列状态转换表 Q1*=Q2Q1+XQ1+X"Q2"Q1 Q2*=X“Q1Q2+XQ1Q2 Y=xQ2·Q1 状态转换表 XQ2Q1 Q2**Y X 000000 0 1 001|10d 0000001,0 01011 0110,001,0 01100 1011,001,0 100 1 1100,000,1 10101 Q2Q1 Q2*Q1*Y 001 0000001 11100
4、由状态方程和输出方程列状态转换表 Q1 * = Q2·Q1 ’ + X·Q1 ’ + X·Q2 ’·Q1 Q2 * = X’· Q1 ·Q2 ’ + X’· Q1 ’· Q2 Y = X· Q2 ·Q1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 状态转换表 X Q2 Q1 Q2* Q1* Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 00, 0 10, 0 11, 0 00, 0 01, 0 01, 0 01, 0 00, 1 S 0 0 0 1 1 0 1 1 X 0 1 Q2Q1 Q2*Q1*, Y
5、画状态图逻辑功能:当X连续出现1001时Y输出1 1001序列检测器 X:0100100111001100100 Y:0000100000001000100. X 0/0 10 110 0 (00) 01 0000,0010 0110,001,00/0 110 0/10 1 1011,001,0 1100,000,1 10 Q2Q1Q2*Q1*Y X/Y 0/0
00 1/0 0/0 逻辑功能：当X连续出现1001时Y输出1 —— 1001序列检测器 5、画状态图 S 0 0 0 1 1 0 1 1 X 0 1 00, 0 10, 0 11, 0 00, 0 01, 0 01, 0 01, 0 00, 1 Q2Q1 Q2*Q1*, Y 01 1/0 1/0 10 0/0 11 0/0 0/0 1/1 X/Y X: 0100100111001100100… Y: 0000100000001000100…
练习:同步时钟状态机分析 1KT 1K 7pQ IK bQ FFI FF2 3 ch 四 2 D Q FF FF. CP
练习：同步时钟状态机分析 1 1、 2
1K T IK 15-Q IK FF FF2 FF 练习1 CP 1、由电路得到激励方程 1=(Q2Q3)∫J2=Q J3=Q1 Q2 K1=1 K2=(Q1Q3)K3=Q2 2、由电路得到输出方程 Y=Q2·Q3
1 Y = Q2 ·Q3 练习1 J1 = (Q2 ·Q3)’ K1 = 1 J2 = Q1 K2 = (Q1 ’· Q3 ’)’ J3 = Q1 ·Q2 K3 = Q2 1、由电路得到激励方程 2、由电路得到输出方程
3、得到状态转换方程 -K触发器特征方程为:Q*=]q+K"Q Q1*=J”Q1+K1·Q1=(Q2Q3)·Q1 Q2*=J2 Q2+ K2 2=Q1 Q2+Q1 Q3 Q2 Q3*=J3Q3+K3Q3=Q1Q2Q3+Q2Q3 1、由电路得到激励方程 1=(Q2Q3)∫J2=Q J3=Q1 Q2 =1 K K2=(Q1Q3)K3=Q2 2、由电路得到输出方程 Y=Q2·Q3
Y = Q2 ·Q3 J1 = (Q2 ·Q3)’ K1 = 1 J2 = Q1 K2 = (Q1 ’· Q3 ’)’ J3 = Q1 ·Q2 K3 = Q2 1、由电路得到激励方程 2、由电路得到输出方程 3、得到状态转换方程 J-K触发器特征方程为：Q* = J·Q’ + K’·Q Q1 * = J1 ·Q1 ’ + K1 ’·Q1 Q2 * = J2 ·Q2 ’ + K2 ’·Q2 Q3 * = J3 ·Q3 ’ + K3 ’·Q3 = (Q2 ·Q3)’·Q1 ’ = Q1 ·Q2 ’ + Q1 ’·Q3 ’·Q2 = Q1 ·Q2 ·Q3 ’ + Q2 ’·Q3
4、列状态转换表 Q1*=(Q2Q)"Q1 Q3,QQ*QQ* Y Q2*=Q1Q2+Q1Q3Q20000010 0010100 Q3*=Q1 Q2 Q3+ Q2 Q3 0100110 Y=Q2·Q3 0111000 Q1*=Q3·Q1+Q2Q 100111|0 1011000 Q2*=Q2q+e3Q2Q1100001 Q3*=Q3·Q2Q1+Q3Q2111000 YEQ3 Q2
0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 4、列状态转换表 Q1 * = (Q2 ·Q3)’·Q1 ’ Q2 * = Q1 ·Q2 ’ + Q1 ’·Q3 ’·Q2 Q3 * = Q1 ·Q2 ·Q3 ’ + Q2 ’·Q3 Y = Q2 ·Q3 Q1 * = Q3 ’·Q1 ’ + Q2 ’·Q1 ’ Q2 * = Q2 ’· Q1 + Q3 ’·Q2 · Q1 ’ Q3 * = Q3 ’ ·Q2 ·Q1 + Q3 ·Q2 ’ Y = Q3 ·Q2 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y * 1 * 2 * Q3 Q2 Q1 Q3 Q Q 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0
4、列状态转换表逻辑功能描述: 能自启动的模7加法计数器,对 5、画状态转换图时钟信号计数,输出为进位脉冲 111H1 Q3Q2Q1Q3Q2Q Y 000/0 000001|0 0010100 110/1 001/0 0100110 0111000 Q3Q2Q1/Y 1010 (010/0 100111|0 101|1000 1000(0110 1100001 1110001
0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y * 1 * 2 * Q3 Q2 Q1 Q3 Q Q 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 4、列状态转换表 5、画状态转换图 000/0 Q3Q2Q1/Y 010/0 100/0 011/0 101/0 110/1 001/0 111/1 逻辑功能描述： 能自启动的模7 加法计数器，对 时钟信号计数，输出为进位脉冲