n1 n1 n1 Q3 Q2 Q1
0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0
17 17
第四章 同步时序逻辑电路 第三步，画出状态图
18 18
第四章
同步时序逻辑电路
4.4 同步时序路的设计
设计方法
状态转换表的简化
同步时序电路设计举例
19 19
给定逻辑功能 写原始状态图 原始状态表 状态简化得最小化状态表
设 计 方 法
状态编码
选触发器类型，求控制函数、输出函数 画逻辑电路图 画出全状态图， 检查设计，如不 符合要求，重新设计
第五章
时序逻辑电路
4.4 同步时序路的设计
例：设计一“011”序列检测器，每当输入011码时，对应 最后一个1，电路输出为1。 解： 1. 画出原始状态图（或称转移图）与原始状态表 输入端X： 输出端Z： 1/0 A 1/0 D 0/0 0/0 0/0 B 1/0 C 输入一串行随机信号 当X出现011序列时，Z=1；否则Z=0
Q1n
T触发器的状态 方程为：
Xn Q1n Xn Q1n Xn Q1n
Qn 1 TQn TQn
T Qn
Q2 n1 T2 n Q2 n T2 n Q2 n
X Q Q X Q Q 2 n 1 n 2n n n 1 n 代入则得到
6
将T1n、 T2n 两个触发器的状态方程
• 例4.3 假设某同步时序电路的输入为x， 其输出为z。X输入为一组按时间顺序排 列的二进制代码，当输入序列为101时， 输出Z为1，否则Z为0，试作出该电路的 mealy型和moore型原始状态图和状态表。
30 30
第四章
同步时序逻辑电路 4.4 同步时序电路的设计
• 解：设初态为S0；
X=0
1 0 0
0 1 0
1 1 1
0 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0
0 1 0
10 10
第四章
同 步 时 序 电 路 的 分 析 方
法
同步时序逻辑电路
第二节 同步时序电路分析
写各触发器的控制函数
写电路的输出函数
写触发器的状态方程 作状态转换表及状态转换图 作时序波形图 无要求可不画
简单的电路可直接 绘出状态转换图
得到电路的逻辑功能
5 5
第五章
时序逻辑电路
第二节 同步时序电路分析
例：已知某同步时序电路的逻辑图，试分析电路的逻辑功能 解：1.写出各触发器的控制函数和电路的输出函数 控制函数： T1n = Xn T2n = XnQ1n 输出函数: 2.写状态方程
Zn = XnQ2nQ1n
Q1n Q1n X T1n Q1n T1n Q1n 1 Q2n X
16 16
第四章 同步时序逻辑电路 J K Q J QQ K 第二步，列状态表
2 2 3 1 2,
J 1 Q3 , K1 1
1 3
1
Q3 Q2 Q1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
J3K3，J2K2，J1K1 0 1, 0 0, 1 1 0 1, 1 1, 1 1 0 1, 0 0, 1 1 1 1, 1 1, 1 1 0 1, 0 0, 0 1 0 1, 1 1, 0 1 0 1, 0 0, 0 1 1 1 1 1 0 1
1
A/0 C/0 D/1 A/0
11
A B C Q1Q0--两个触发器状态 X 0 1 Q1nQ0n
0 0 0 1 1 0 01/0 01/0 01/0 00/0 10/0 00/1
Sn+1/Zn Sn A B C 0 B/0 B/0 B/0 1 A/0 C/0 A/1
Q1n+1Q0n+1/Zn
Sn+1/Zn
S0
X=1 X=0
S0
X=1
S1
X=1 X=0
S2
X=0
X=1
S3
S1
S1
S0
第五章
时序逻辑电路
4.4 同步时序路的设计
4. 确定触发器类型，编写状态表，求控制函数及输出函数。 触发器类型： 选T触发器 状态转换表 编写状态表： 现 入 现 态 次 态 现控制入 现输出 1）填X=0与X=1时 Q1n+1Q0n+1 T1 T0 Xn Q1n Q0n Zn 电路的现态与次态， 0 1 0 0 0 1 0 0 及相应的现输出 同：T=0 0 0 1 0 1 0 0 0 不同：T=1 2）填写相应的Ｔ 、 1 1 0 1 0 0 1 1 0 Ｔ0的状态 1 0 0 0 0 0 0 0 根据现态与次态 1 0 1 1 0 1 1 0 决定T值 1 1 0 0 0 1 0 1 3）填Ｔ1、Ｔ0的卡诺 图，求函数的表达式
24
第四章
同步时序逻辑电路
4.4 同步时序路的设计
全 功能状态转换表
现入 Xn 0 0 0 1 1 1 0 1
现 态 次 态 现控制入 现输出 Q1n Q0nQ1n+1Q0n+1T1 T0 Zn 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0
第五章
时序逻辑电路
第一节 时序电路概述
第二节 同步时序电路的分析 第三节 同步时序电路的设计
第四节 异步时序电路
1
第四章 第五章
同步时序逻辑电路 时序逻辑电路
本章教学目标
1. 理解时序电路的基本概念；
2. 掌握同步时序电路的描述与分析；
3. 掌握同步时序电路的设计；
4. 掌握异步时序电路的分析； 5. 了解电平异步时序电路。
28 28
00
1/0
0/0 0/0 0/0 1/1
01
1/0 10
11
给定逻辑功能 写原始状态图 原始状态表 状态简化得最小化状态表
设 计 方 法
状态编码
选触发器类型，求控制函数、输出函数 画逻辑电路图 画出全状态图， 检查设计，如不 符合要求，重新设计
第四章
同步时序逻辑电路 4.4 同步时序电路的设计
得到电路的逻辑功能
11 11
第四章
同步时序逻辑电路 例4.1 分析逻辑功能
• 第一步 列输出函数 和控制函数的表达式
J 1 1, K 1 1 x y J K 2 2 1
• 第二步建立状态转换 表
12 12
第四章
输入 x
0 0 0 0
J 1 1, K 1 1 x y 1 J 2 K 2
7 7
第四章
同步时序逻辑电路
第二节 同步时序电路分析
现入 Xn 0 0 0 0 1 1 1 1 现 态 现控制入 次 态 现输出 Q2n Q1n T2n T1n Q2n+1 Q1n+1 Zn 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1
0/0
Sn A B C D
X
0
B/0 B/0 B/0 B/0
1
A/0 C/0 D/1 A/0
21
1/1
Sn+1/Zn
同步时序电路设计
对任意输入，相 应的输出都相同 2. 状态简化 尽量采用 相邻代码 等价状态可以合并为一个状态 3. 状态编码 00 01 10 Sn A B C D
原始状态表 X 0 B/0 B/0 B/0 B/0 X
1/1
11 1/0
1/0
10
X=0时
保持原态
输出不仅取决于电路本身的状态，而且也与输入变量X有关
电路属于米莱型、可控模4计数器电路
9 9
第四章
同步时序逻辑电路
第二节 同步时序电路分析
4. 作时序波形图
初始状态Q2nQ1n为00，输入X 的序列为1111100111， X=1模4 X=1模4 加计数 X=0 加计数 保持原态
发器的输入及现态量 转换关系的表格 态及组合输出 Z 第二节 同步时序电路分析 Q 1n+1=XnQ1nn
同步时序逻辑电路 输入：输入信号、触 输出：触发器的次 描述输入与状态
Xn Q1n Q2 n Xn Q1n Q2 n
现输出 次 态 Q2n+1 Q1n+1 Zn 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1
23
第五章
时序逻辑电路
4.4 同步时序路的设计
Q1Q0取11组合的态未使用，在卡诺图中暂按无关项处理
T1 Q1 XQ0 表达式为： T XQ XQ 0 0 0
Z XQ1 Q0
根据化简时约束项的使用情况，反填状态表，得全状态表
T0： XQ1Q0为111时，以1对待 XQ1Q0为011时，以0对待
2
2
第四章
同步时序逻辑电路
第一节 时序电路概述
一、组合电路与时序电路的区别 1. 组合电路：电路的输出 只与电路的输入有关，
与电路的前一时刻的状态无关
2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出
由触发器保存 取决于该时刻电路的输入 还取决于前一时刻电路的状态
时序电路： 组合电路 + 触发器
电路的状态与时间顺序有关
26 26
第四章
同步时序逻辑电路