数字逻辑第七章
J Q1 K Q1 J Q2 K Q2 J Q3 K Q3
“1” CP J Q1 J Q2 J Q3
K Q1
CP 时钟方程: 1 CP
K Q2
K Q3
CP2 Q1 CP3 Q2
激励方程: J 3 K 3 J 2 K 2 J 1 K1 1
Q 状态方程:
n 1 3
X1 XK
Z1 组合 逻辑 Zm
Q1
Qr 触发器
w1 wr
脉冲型异步时序电路框图
X1
XK 组合 逻辑
Z1 Zm
y1
yr
延迟线τ 延迟线τ
Y1 Yr
电平型异步时序电路框图
7.2 脉冲异步时序电路 7.2.1 脉冲异步时序电路分析
其的分析方法和同步时序电路类似,但还需考虑一个 时钟方程. 例1: 试分析下列电路 “1” CP
CP3 Q1
J 3 Q2
K3 1
CP2 Q nQ n 2 1 Q3n 00 01 11 10 0 0 1 1 0 1 0 d* d d
CP2 Q1
J2 Q2nQ1n Q3n 00 01 11 10 0 d 1 d d 1 d 0* d d
J 2 Q3
K2 1
CP1 Q2nQ1n Q3n 00 01 11 10 0 1 1 1 1 1 1 1 d d
状态方程: Q3n1 Q3n Q2n1 Q2n Q1n1 Q1n
时钟方程:CP1 CP
CP2 Q1 CP3 Q2
状态方程: Q3n1 Q3n Q2n1 Q2n Q1n1 Q1n Q3n Q2n Q1n 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Q3n+1 1 0 0 0 0 1 1 1 Q2n+1 1 0 0 1 1 0 0 1 Q1n+1 1 0 1 0 1 0 1 0 CP3 CP2 CP1
/0 /0
010 /0 011 0 d 0 1 0 1 d d 0 1 0 1 0 d d d 1 1 1 1 1 1 d d 0 0 0 0 0 1 d d
Q3n Q2n Q1n Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 CP3 CP2 CP1 Z 1 0 1 0 1 0 d d
Q3nQ2nQ1n Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 CP3 J3 K3 CP2 J2 K2 CP1 J1 K1
CP 1 1 J1 K1 1
Q1n1 Q1n
n Q 2n 1 Q3n Q2
n n Q3n 1 Q2 Q3
Z Q3 Q2 Q1
检查能否自启动: CP1 1 CP2 Q1 CP3 Q1 Q3n Q2n Q1n 1 1 0 1 1 1 Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 1 1 1 0 0 0 CP3 CP2 CP1 Z 0 0
CP
Q1n
Q2n Q3n
例4 : 试分析下列电路 & D Q1 D Q2 & Q1
CP 1 CP
Q
n 1 1
Z
CP
Q2
D1 Q2 D2 Q2
CP2 Q1CP
n 1 n Q2 Q2
Q
n 2
Z Q1Q2 CP
CP 1 CP
Q
n 1 1
CP2 Q1CP
n 1 n Q2 Q2
Q
n 1
脉冲异步时序逻辑电路的设计方法与同步时序逻
( J Q KQ )CP
n n
即将时钟控制端当作激励端来看.故可得以下J-K 触发器的激励表:
Qn
0 0 1 1
Qn+1 CP
0 1 0 1
J K
0 d d 1 1 d 1 d 1 0 d d
Qn 0 0 1 1
Qn+1 0 1 0 1
CP J d 0 1 1 1 d d d
Q
n 2
Z Q1Q2 CP
Q 2n 0 0 1 1
Q 1n 0 1 0 1
Q2n+1 0 1 1 0
Q1n+1 1 1 0 0
Z CP2 CP1 0 0 0 1
Q 2n 0 0 1 1
Q1n 0 1 0 1 /0
Q2n+1 0 1 1 0
Q1n+1 1 1 0 0
Z CP2 CP1 0 0 0 1
状态图 Q3n Q2n Q1n
000 001 010 011
111
110
101
100
时序图
1 2 3 4 5 6 7 8 CP Q1n
Q2n
Q3n
例3: 试分析下列电路 D Q1 Q1 时钟方程: CP1 CP 激励方程: D1 Q1 D Q2 Q2 D Q3 Q3
CP2 Q1 CP3 Q2
输出方程 : Zi=fi (Xk , yr)
激励方程 :Yj=fj (Xk , yr)
二次状态方程 : yjt+τ= Yjt ( j=1,2 r )
电路中,Z和Y是随X的变化而变化的。Y变化后经 过τ的延迟形成二次状态y反馈到输入端,从而引 起电路状态的进一步变化,直到Y=y,电路才进入 稳定状态。 电路的二次状态和激励状态仅仅相差一个时间延 迟。即二次状态y是激励状态Y经过△t延迟后的“重
状态图 Q3n Q2n Q1n
000 001 010 011
111
110
101
100
时序图
1 2 3 4 5 6 7 8 CP Q1n
Q2n
Q3n
例2 试分析下列电路 “1 ” CP
J Q1
K Q
1
J Q2
K Q2
CP2 Q1
J Q3
K Q3
CP3 Q2
时钟方程: CP 1 CP
激励方程: J 3 K 3 J 2 K 2 J 1 K1 1
D1 Q1
D0 n n Q1 Q0 Q2n 00 01 11 10 0 1 0 0 1 1 0 d d d
D0 Q2 Q1
D2 Q1Q0
Z Q2
D Q0 Q0 CP
D Q1 Q1
D Q2 Q2
Z
7.3 电平异步时序逻辑电路 7.3.1电平异步时序电路的定义
X1 XK
y1 yr
1 d 1
0
d
d d 1 1 d
0 d 1 d 1
d
d
d
d
d
d
d d d
d d d
d
d
d d d d d
d d d d d
CP3 Q nQ n 2 1 Q3n 00 01 11 10 0 0 d* 1 0 1 0 1 d d
J3 Q nQ n 2 1 Q3n 00 01 11 10 0 d 0* 1 d 1 d d d d
故电平异步时序电路是时序逻辑电路中更具一般
性的形式。
X1 XK y1 yr
组合 逻辑 Y1 Yr
Z1 Zm
延迟线 τ 延迟线 τ
X=X1~ XK :输入状态 Y=Y1~Yr :激励状态
y=y1~yr :二次状态 Z=Z1~Zm :输出状态
(X,y) :总态(全状态) τ:延迟元件的延迟时间
对上图的异步时序逻辑电路框图可用一组方程 对其描述:
Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 001 110 1 0 1 0 1 0 1 0 010 101
CP3 CP2 CP1
000
011 100
000 111 时序图
001 110
010 101
011 100
1 2 3 4 5 6 7 8
组合 逻辑 Y1
Z1 Zm
延迟线 τ 延迟线 τ
Yr
电平型异步时序电路框图
事实上,脉冲信号只不过是电平信号的一种特殊 形式。所谓电平信号是指信号的“0”值和“1”的持续 时间是随意的,它以电位的变化作为信号的变化。 而脉冲信号的“1”值仅仅维持一个固定的短暂时刻, 它以脉冲信号的有、无标志信号的变化。显然,电 平信号在短时间内的两次变化便形成了脉冲。 至于时序电路中的触发器,都是由逻辑门加反馈 回路构成的。
0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 d d d 0 d 0 d d 1 1 d 0 1 0 1 d d 1 1 d
1 d 1 d 1 d d 1 1 d d 1 1 d 1
1 0 0 1 1 0
1
0
0
0
1
0
0 d d
CP 1 Q0
n 1 Q2 Q1n 1 Q0n 1 D2 D1 D0 Z 0 0 1 0 d 1 0
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 0
1 1
0 1
0 0
1 d
0 1
0 0
0 1 1 1 1
1 0 0 1 1
1 0 1 0 1
1 0 d d d
0 0 d d d
0 0 d d d
1 0 d d d
CP2 Q1 CP3 Q2
Q
n 1 2
Q
n 1
Q
n 2
Q
n 1 3
Q
n 3
Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0
CP3 CP2 CP1
Q3n Q2n Q1n 0 0 0 0 1 1 1 1 状态图 111 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1