(十七)【数电】(第六章 时序逻辑电路)时序逻辑电路的特点及描述方法 |
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A 时序逻辑电路的特点及描述方法A.a 时序逻辑电路的特点及分类A.b 时序逻辑电路的方程描述A.c 时序逻辑电路的图标描述A.c.a 状态转换表(State Table)A.c.b 状态转换图(State Diagram)A.c.c 时序图(Timing Diagram)
A 时序逻辑电路的特点及描述方法
A.a 时序逻辑电路的特点及分类
引例: 上面为一位全加器,CI代表低位向本位的进位;CO代表本位向高位的进位。S为本位和,ai和bi为本位的加数和被加数。 下面为上边沿D触发器,存储D。把Ci作为输入,反馈Q给全加器CI。 两者结合实现串行加法器。 结构特点 一般由组合逻辑电路和存储电路两部分构成,其 中存储电路必不可少,且大都为触发器组,用以 实现“记忆”功能; 存储电路的输出必须反馈到逻辑电路的输入 端,并与输入信号一起决定组合逻辑电路下一状 态的输出。 功能特点 任一时刻的输出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,即与以前的 输入和输出也有关系; 时序电路具有“记忆”功能。 时序电路与组合逻辑电路的对比 时序逻辑电路的分类 A.b 时序逻辑电路的方程描述结合时序逻辑电路的 结构框图,令: 则它们之间的逻辑关系可描述为: 输出方程、驱动方程:输入为外部输入信号与存储电路输入信号 状态方程:输入为原态和驱动 用向量形式表达为: 一个时序逻辑电路可以用这三个方程清楚的 描述出来。此三大方程为分析和设计时序逻辑电路的关键。 时序逻辑电路的方程描述示例 注:三大方程与时序逻辑电路图可以相互转化。 A.c 时序逻辑电路的图标描述描述时序电路逻辑功能的方法有—— 三大方程与三大图表之间可以相互转换。 A.c.a 状态转换表(State Table)若将任何一组输入变量及电路初态的取值代 入状态方程和输出方程,即可算出电路的次态和 现态下的输出值,以得到的次态作为新的初态, 和这时的输入变量取值一起再代入状态方程和输 出方程进行计算,又得到一组新的次态和输出值。 如此继续下去,把全部的计算结果列成真值表的 形式,就得到了状态转换表。 循环进行。 A.c.b 状态转换图(State Diagram)一幅图抵得过千言万语。 为了以更加形象的方式直观的显示出时序电路 的逻辑功能,可以进一步把状态转换表的内容表 示成状态转换图的形式。将状态转换表表示成转 换图时,是以小圆圈表示电路的各个状态,圆圈 中填入存储单元的状态值,圆圈之间用箭头表示 状态转换的方向,在箭头旁注明状态转换前的输 入变量取值和输出值,输入和输出用斜线分开, 斜线上方写输入值,下方写输出值。 圆圈是两个触发器的四种储备状态 图中蓝色为减计数;红色为加计数。 A.c.c 时序图(Timing Diagram)为便于用实验或仿真的方法检查时序电路的逻 辑功能,还可以将状态转换表的内容画成时间波形 的形式。在时钟脉冲序列作用下,电路状态、输出 状态随时间变化的波形图叫做时序图。 特别注意:画时序图时,应在CP触发沿到来时 更新所有的状态,即画完各Qi的状态后,输出(非 Qi的情况)的时序图应按组合逻辑处理。 A为0时加计数;A为1时减计数。 先画Q1Q2再画Y |
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