对口单招《电子线路》中的时序逻辑电路分析

吕小红

摘 要：《电子线路》是对口单招中多个专业必修的一门课程，时序逻辑电路分析又是要求重点掌握和必考的内容。教师要通过例题，让学生了解时序逻辑电路功能分析的常用步骤和方法。

关键词： 对口单招；时序电路；功能分析

日前梳理教学知识点，翻开学生错题集，发现不管是电子电工专业、机电一体化专业还是计算机应用专业的学生，在《电子线路》一书时序逻辑电路的分析一章的学习中都碰到了很大的困难。较多的学生在分析电路的功能时总会不知所措，而历年单招高考中时序逻辑电路的分析是要求重点掌握的，也是必考的。

时序逻辑电路的特点是，电路在某一时刻的输出不仅与当前输入各变量的状态组合有关，还与电路原来的输出状态有关，因此它具有记忆功能。从电路结构上看，时序电路主要由组合逻辑电路和存储电路组成，根据存储电路中各触发器状态变化的特点，时序电路又分为同步时序和异步时序两类。在同步电路中，所有触发器的变化都是在同一个时钟信号作用下同时发生的；而在异步电路中，各触发器的时钟信号不是同一个，触发器的变化也不是同时发生的，而是有先有后的。本文就针对同步和异步时序电路，根据自己的教学，总结出一个完整的解题思路，希望能帮助读者提高时序电路的解题分析能力。时序逻辑电路分析的一般步骤如下。

（1）看清电路。根据给定的电路，看清它的组成部分（几个触发器、什么类型的触发器），找出各触发器的时钟信号、输入信号和输出信号。

（2）写出方程。①写出时钟方程。同步时序电路各时钟方程是一样的；异步时序电路各触发器的时钟脉冲是独立的，在分析电路时，特别要仔细。②写出输入方程，也称驱动方程。比如是JK触发器，找J和K的信号源；D触发器，找D的信号源，T触发器找T的信号源。③将各触发器的输入方程代入其特征方程，并进行计算，即可得到简化后的各触发器的状态方程。

（3）画出时序图，转换成状态转换图和状态转换表。

（4）描述时序电路的功能。一般由状态转换图分析时序电路的功能比较直观，由它进行文字概括电路的功能比较容易。

例1：时序电路如图，各触发器的初态均为0。说明电路的逻辑功能。（2011年电子电工专业高考题）

解：电路分析如下：本例电路由3个JK触发器组成，受同一个CP下降沿控制，是属于同步时序电路。时钟方程：CP0=CP1=CP2=CP下降沿有效，输入方程：J0=K0=1，J1=K1=Q0n，J2=K2=Q0n Q1n，JK触发器的特征方程：Qn+1=JQn+KQn，将各输入方程代入特征方程并化简，得状态方程：Q0 （n+1）=J0Q0n+K0Q0n=1Q0n+1Q0n=Q0n，Q1 （n+1）=J1Q1n +K1Q1n =Q0n Q1n +Q0nQ1n ，Q2 （n+1）=J2Q2n +K2Q2n =Q0n Q1n Q2n+（Q0n+Q1n ）Q2n。根据题意各触发器的初始状态为0，逐步计算出各个有效脉冲下触发器的状态，依次画出时序图，整理成状态转换图。通过状态转换图的分析可知，电路来8个脉冲循环一次，并且在CP脉冲的作用下，8种状态是按递减的规律变化的，所以该电路是一个同步八进制减法计数器。

例2：时序逻辑电路如图，各触发器的初始状态都为0，问电路实现了什么逻辑功能？（2011年机电专业高考题）

解：电路分析如下：本例电路由3个JK触发器组成，各个触发器的时钟信号不是由同一时钟脉冲提供的，是属于异步时序电路。时钟方程：CP0=CP下降沿有效，CP1=Q0下降沿有效，CP2=CP下降沿有效。输入方程：J0=Q2n，K0=1，J1=K1=1，J2=Q0nQ1n，K2=1, JK触发器的特征方程：Qn+1=JQn+KQn，将各输入方程代入特征方程并化简，得状态方程：Q0（n+1）=J0Q0n+K0Q0n=Q2nQ0n+1Q0n=Q2nQ0n，Q1 （n+1）=J1Q1n+K1Q1n=1Q1n+1Q1n=Q1n,Q2（n+1）=J2Q2n

+K2Q2n=Q0n Q1nQ2n。根据题意，各触发器的初始状态为0，逐步计算出各个有效脉冲下触发器的状态，依次画出时序图，整理成状态转换图。

通过状态转换图的分析可知，电路来5个脉冲循环一次，并且在时钟脉冲的作用下，5种状态是按递增的规律变化的，所以该电路是一个异步五进制加法计数器。

通过两道例题，我们可以从解题步骤上看到，不管是同步时序电路还是异步时序电路，在分析电路的功能时采用的分析步骤是一样的，两者的方法是可以统一的。只要你看清时钟信号、输入信号，牢记各类触发器的特征方程式，就可以通过代入、计算得到每次时钟脉冲作用下对应触发器的输出状态，从而依次画出时序图或状态转换图，最后归纳总结出电路的功能。

（昆山第一中等专业学校）