本站原创摘 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等于CP1等于CP2等于CP下降沿有效,输入方程：J0等于K0等于1,J1等于K1等于Q0n,J2等于K2等于Q0nQ1n,JK触发器的特征方程：Qn+1等于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）等于J0Q0n+K0Q0n等于1Q0n+1Q0n等于Q0n,Q1（n+1）等于J1Q1n+K1Q1n等于Q0nQ1n+Q0nQ1n,Q2（n+1）等于J2Q2n+K2Q2n等于Q0nQ1nQ2n+（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等于CP下降沿有效,CP1等于Q0下降沿有效,CP2等于CP下降沿有效.输入方程：J0等于Q2n,K0等于1,J1等于K1等于1,J2等于Q0nQ1n,K2等于1,JK触发器的特征方程：Qn+1等于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）等于J0Q0n+K0Q0n等于Q2nQ0n+1Q0n等于Q2nQ0n,Q1（n+1）等于J1Q1n+K1Q1n等于1Q1n+1Q1n等于Q1n,Q2（n+1）等于J2Q2n
+K2Q2n等于Q0nQ1nQ2n.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）