2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 273页
4.3.2脉冲型异步时序电路的分析与设计
1.分析
1D
R
C1
QAA
1D
C1
QBB
Z
1
x
CP
AQ BQ
QA
Z=QB
CP
x
1 2 3 4 5 6 7 8
逻辑图 波形图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 274页
2.设计
可采用与同步时序电路设计的方法，应注意时钟脉冲的选取
例用 D触发器设计 x1-x2-x3序列检测器 （ 如图 4.25）, 它有三
个输入 x1,x2,x3,一个输出 z。 x1,x2,x3各为串行的随机
输入信号, 并且它们不会有两个或两个以上同时为 1,仅在
x1,x2,x3分别依次来正脉冲 （ 即逻辑 1） 时, 输出 z才为 1，
其它情况 z为 0
时
序
电
路 z
x1
x2
x3
图 4.25
设 S0为起始状态, 未依次接收
x1,x2,x3来 1；
S1为首先接收到 x1=1；
S2为依次接收到 x1=1,x2=1 ；
S3为依次接收 x1,x2,x3来 1。
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 275页
表 4,38 状态表
下一个状态现
在
状
态
x
1
=1
时
x
2
=1
时
x
3
=1
时
输
出
z
S
0
S
1
S
0
S
0
0
S
1
S
1
S
2
S
0
0
S
2
S
1
S
0
S
3
0
S
3
S
1
S
0
S
0
1
x1x2x3
Z=0
S0
010
Z=0
S2
Z=1
S3
Z=0
S1001 100
100
100010001
001
100
010
010
001
状态图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 276页
表 4,39 状态分配
状态代码状
态 y
1
y
2
S
0
0 0
S
1
0 1
S
2
1 1
S
3
1 0
表 4,40 代码形式的状态表
下一个状态 Y
1
Y
2
现在状
态 y
1
y
2
x
1
=1 时 x
2
=1 时 x
3
=1 时
输
出
z
00 01 00 00 0
01 01 11 00 0
11 01 00 10 0
10 01 00 00 1
21 yyz ?
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 277页
表 4,41 （ a ） Y 1 转换表
y 1 y 2 x 1 =1 x 2 =1 x 3 =1
00 0 0 0
01 0 ? 0
11 ? ? 1
10 ? ? ?
表 4,42 （ a ） CP 1 真值表
y 1 y 2 x 1 =1 x 2 =1 x 3 =1
00 0 0 0
01 0 1 0
11 1 1 0
10 1 1 1
2131222111 yyxyxyxyxCP ????
表 4.4 3 （ a ） D 1 真值表
y 1 y 2 x 1 =1 x 2 =1 x 3 =1
00 ? ? ?
01 ?
1 ?
11 0 0 ?
10 0 0 0
11 yD ?
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 278页
表 4.41 （ b ） Y 2 转换表
y 1 y 2 x 1 =1 x 2 =1 x 3 =1
00 ? 0 0
01 1 1 ?
11 1 ? ?
10 ? 0 0
表 4.4 2 （ b ） CP 2 真值表
y 1 y 2 x 1 =1 x 2 =1 x 3 =1
00 1 0 0
01 0 0 1
11 0 1 1
10 1 0 0
23212212 yxyyxyxCP ???
表 4.4 3 （ b ） D 2 真值表
y 1 y 2 x 1 =1 x 2 =1 x 3 =1
00 1 ? ?
01 ? ? 0
11 ? 0 0
10 1 ? ?
22 yD ?
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 279页
x1
y1
C11D1
1y
x2
x3
?1
&
?1
&
2
y2 2y
C11D
z
&
图 4.26脉冲型异步时序电路
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 280页
图 4.27异步时序电路结构图
? ?
??
?? y1
yk
Y1
Yk
z1
z2
zm
x1
x2
xn
内
部
输
入
内
部
输
出
输
入
信
号
输
出
信
号
组合逻辑电路
记忆电路
?t1
?tk
状
态
变
量
激
励
信
号
4.3.3电位型异步时序电路的分析与设计
1.电位型异步时序电路和流程表
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 281页
&
&
Q
Q
S
R
1
2
&
&
Q
Q
S
R z2
z1
?t2
?t1
2
1
表 4.44 R － S 触发器流程表
RS
y
1
y
2
00 01 11 10
00 11 11 11 11
01 11 01 01
a
11
b
11 11 01 00 10
c
10 11 11 10 10
d
Y1
Y2
Y1Y2(z2z1) y
1
y2
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 282页
2.分析
写出状态方程和输出方程
列出流程表, 标出稳定状态
选定起始状态, 画出状态图和波形图
试分析维持阻塞电路 。 C为时钟端, D为输入信号, 两者
不允许同时改变
维持－阻塞电路
&
&
Y1
Z2(Y2)
?t2
?t1
D
C
&
&
Y2
y1
y2
Z1(Y1)
组合电路
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 283页
121
211211
211222
yyyDC
DyyCyDyCzY
DyyCyCDyzY
???
???????
???????
表 4, 4 5 流程表
C D
y
2
y
1
00 01 11 10
00 11 11 10 10
01 11 11 01 01
11 11 11 10 01
10 11 11 10 10
Y
2
Y
1
(z
2
z
1
)
next
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 284页
用 S11,S01,S10分
别表示 y2 y1＝ 11，
01,10
CD/z2z1
S11
S10
S01
01/11
00/11
00/11
01/11
11/10
11/10
10/10
00/11 01/11
10/01 10/01
11/01
C
D
z2
z1
S11 S11 S11 S11 S11S10S10 S01 S01
back
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 285页
4.4时序逻辑电路小结
1.分析方法
?对于同步时序电路, 按照其逻辑图写出激励方程, 状态
方程和输出方程, 画出状态图和状态表, 分析其逻辑功
能, 检查能否自启动
?对于一般的异步时序电路, 可采用与同步时序电路相等
的分析方法, 但要注意每个触发器的时钟脉冲是如何动
作的
?对于脉冲型的异步时序电路, 有时无法用状态方程来描
述, 如 4.3.2中的例 1,需用时序图来描述, 并分析其功
能
?对于电位型异步时序电路, 写出状态方程和输出方程,
列出流程表, 标出稳定状态, 然后选定起始状态, 画出
状态图和波形图
2010-5-21 作者：清华大学电子工程系 罗嵘 第 286页
2.设计方法
?对于同步时序电路, 画出原始状态图和状态表, 进行状
态化简和分配, 确定激励方程和输出方程 （ 或状态方程
和输出方程, 再确定激励方程 ）, 画出逻辑图, 检查能
否自启动
?对于异步时序电路, 可采用与同步时序电路相等的设计
方法, 但要注意每个触发器的时钟脉冲是如何动作的
?对于电位型异步时序电路, 画出原始状态图和流程表,
进行状态化简和分配, 得到状态方程和输出方程, 画出
逻辑图