异步时序逻辑电路分析方法案例说明
下图8.41为一multisim 的仿真的异步时序逻辑电路,试调试电路,分析该电路的功能。
图8.41 异步时序逻辑电路
由图8.41可知,FF1的时钟信号输入端是由FF0的输出相连,所以该电路为异步时序
逻辑电路。
具体分析方法如下:
1.写方程式
时钟方程:FF 0和FF 2由CP 的下降沿触发,CP CP CP ==20。
FF 1由Q 0的输出的下降沿触发,01Q CP = 输出方程:n
Q Y 2= 驱动方程:1,020==K Q J n ;1,111==K J ;1,2012==K Q Q J n n
状态方程: n n n n n Q Q Q K Q J Q 02000010=+=+,CP 下降沿有效;
n n n n Q Q K Q J Q 1111111=+=+,Q0下降沿有效;
n n n n n n Q Q Q Q K Q J Q 201222212=+=+,CP 下降沿有效
2.列状态转换真值表
上述状态方程只有在满足时钟条件后,将现态的各种取值代入计算才是有效的。
设现态
为000012=n
n
n
Q Q Q ,代入状态方程,可得表8.8所示的状态转换真值表。
下面对表8.9做简单说明:表中第一行取值,在现态000012=n
n
n
Q Q Q 时,先计算Q 2和Q 0的次态为
011012=++n n Q Q ,由于CP1=Q0,其由0跃变1为正跃变(上升沿),故FF1保持0态不变,
这时0011
1112=+++n n n Q Q Q 。
表中第二行取值,在现态为001012=n n n Q Q Q 时,得
001012=++n n Q Q ,故此时CP 1=Q 0,信号由1变成0,为负跃变(下降沿),使FF 1由0态翻
转为1态,这时0101
1112=+++n n n Q Q Q 。
其余以此类推。
3.逻辑功能说明
有表8.9可知,在输入第5个计数脉冲时,返回初始000状态,同时Y 输出一个负跃变
信号,因此该电路为异步五进制计数器。
4.状态转换图和时序图
如下图8.42所示。
Q 2Q 1Q 0
/Y
CP Q 0
Q 1Q 2
(a)状态转换图 (b)时序图
图8.42 状态转换图和时序图。