五模块：时序逻辑电路.docVIP

第五模块：时序逻辑电路 一、本模块学习目标 1、掌握时序逻辑电路的； 熟练掌握时序逻辑电路的分析与设计方法； 掌握； 掌握反馈归零、置数法 2、描述时序电路逻辑功能的方法有哪几种？ 答：描述时序电路逻辑功能的方法有：状态方程、驱动方程、输出方程、状态表、状态图和时序图。 3、什么是状态表、状态图、时序图？ 答：反映时序逻辑电路的输出Z、次态Qn+1和电路的输入X，现态Qn间对应取值关系的表格称为状态表。 反映时序逻辑电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的图形称为状态图。 时序图即时序电路的工作波形图。 状态图怎样构成？ 答：在状态图中，圆圈及圈内的字母或数字表示电路的各个状态，连线箭头表示状态转换的方向（由现态到次态）。标在连线一侧的数字表示状态转换前输入信号的取值和输出值。 例如已知状态表，请作出状态转换图。 答：其对应的状态转换图如下： 5、存储电路的作用？ 答：由于时序逻辑电路在任一时刻的输出信号不仅与当时的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关，因此，时序逻辑电路中必须存储电路，由它将某一时刻之前的电路状态保存下来。 时序逻辑电路的特点？ 解：时序逻辑电路的特点如下： 时序逻辑电路由组合电路和存储电路组成。 时序逻辑电路中存在反馈，因而电路的工作状态与时间因素相关，即时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。 分析比较同步时序电路和异步时序电路？ 答：同步时序电路：电路中的触发器均用一个时钟脉冲，在它的统一控制下，各触发器同时翻转，工作的速度较快。异步时序电路：电路中存在多个时钟信号，分别控制不同的触发器，因此，各触发器不是在同一时刻翻转，时间上有先有后，工作速度较慢。 时序电路按输出与输入的关系如何分类？ 答：可分为米里型和莫尔型两类。米里型电路的输出是输入变量和电路现状的函数；莫尔型电路的输出仅与电路的现态有关。 什么是时序逻辑电路的分析？ 答：根据给定的时序逻辑电路图，通过分析，求出它的输出Z的变化规律，以及电路状态Q的转换规律，进而说明该时序电路的逻辑功能和工作特性。 列写状态表的方法？ 答：先填入电路现态Qn的所有组合状态以及输入信号X的所有组合状态，然后根据输出方程及状态方程，逐行填入当前输出Z的相应值，以及次态Qn+1的相应值。如下例所示： 什么是原始状态图？做图方法？ 答：直接由要求实现的逻辑功能求得的状态转换图叫做原始状态图。具体做法： 分析给定的逻辑功能，确定输入变量、输出变量及该电路应包含的状态，并用字母SO、S1、……表示这些状态。 分别以上述状态为现态，考察在每一个可能的输入组合作用下应转入哪个状态及相应的输出，便可求得符合题意的状态图。 作出原始状态图？设计一个串行数据检测电路，当连续输入3个或3个以上1时，电路的输出为1，其它情况下输出为0。 例如： 输入X 101100111011110 输入Y 000000001000110 答：所作出的原始状态图如下： 什么是状态等价？如何进行状态化简？ 答：所谓状态等价，是指在原始状态图中，如果有两个或两个以上的状态，在输入相同的条件下，不仅有相同的输出，而且向同一个次态转换，则称这些状态是等价的。凡是等价状态都可以合并。例如S1与S2等价，可取消S2并且将S2出发的所有连线去掉，将指向S2的连线改而指向S1。 指出下列原始状态转换图中有否等价的状态？ 答：所得原始状态图中，状态S2和S3等价。因为它们在输入为1时输出都为1，且都转换到次态S3；在输入为0时输出都为0，且都转换到次态S0。所以它们可以合并为一个状态，合并后的状态用S2表示。 选择触发器个数的要求？ 答：在进行时序逻辑电路设计时，设电路包含M个状态，则选择触发器的个数为n，应满足2n-1M≤2n。 如果发现设计的电路没有自启动能力，如何修改？ 答：在驱动信号之卡诺图的包围圈中，对无效状态X的处理作适当修改，即原来取1画入包围圈的，可试改为取0而不画入包围圈，或者相反。得到新的驱动方程和逻辑图，再检查其自启动能力，直到能够自启动为止。 列举描述时序电路逻辑功能的各种方法的特点？ 答：逻辑方程组是和具体时序电路直接对应的，状态表和状态图能给出时序电路的全部工作过程，时序图能更直观地显示电路的工作过程。 什么是有效序列、无效序列？ 答：状态图中有些状态，形成闭合回路，在电路正常工作时，电路状态总是按照回路中的箭头方向循环变化，构成有效序列即有效状态。其余不在闭合回路中的状态为无效状态。 什么是自启动能力？ 答：在状态图中，若电路由于某种原因进入无效状态时，在CP脉冲作用后，电路能自动回到有效序列，这种能力称为电路具有自启动能力。 异步时序逻辑电路分析的注意事项？ 答：在异步时序逻辑电路中，由于没有统一的时钟脉冲，分析时必须注