硬件基础-时序逻辑电路-触发器画波形图问题解析

本文章可能只适合软件工程专业对于计算机硬件基础。对于专业数电的朋友可能就是小巫见大巫了,笔者才疏学浅,仅供本专业基础课程同学的参考,如有错误希望大佬斧正!

先来看下下面这道题:

试画出图(a)所示电路中触发器输出Q1、Q2端的波形,CLK的波形如图(b)所示。(设Q初始状态为0)

硬件基础-时序逻辑电路-触发器画波形图问题解析_第1张图片

这道题从图中可以看出是两个D触发器

所以第一步是需要些D触发器的基础知识:

特征方程:Q^(n+1) = D

状态转换:

-------------------------
    D           Q^(n+1)
-------------------------
    0             0
-------------------------
    1             1
-------------------------

1.标记连接:1. 硬件基础-时序逻辑电路-触发器画波形图问题解析_第2张图片

看一下图中标红的连接不难得出:

D1 = Q2

D2 = /Q1 

再结合特征方程易得:

Q1^(n+1) = D1 = Q2

Q2^(n+1) = D2 = /Q1

通过上边得出的结论就可以来画图了:

本图连接时钟后每到时钟信号0->1时触发器出发所以先将触发点标出,初始状态Q1=Q2=0

硬件基础-时序逻辑电路-触发器画波形图问题解析_第3张图片

下来分别将上边推导出来的公式带入即可:

硬件基础-时序逻辑电路-触发器画波形图问题解析_第4张图片

再看一个例子:

试画出图(a)所示电路中触发器输出Q1、Q2端的波形,CLK的波形如图(b)所示。(设Q初始状态为0)

硬件基础-时序逻辑电路-触发器画波形图问题解析_第5张图片

1.标记连接硬件基础-时序逻辑电路-触发器画波形图问题解析_第6张图片 

这个电路有个不同之处在时钟信号上,D触发器的信号是CLK但是J-K触发器的是/CLK,这意味着J-K触发器会在1->0时触发。

2.基础知识:

D触发器就跳过了,上边有

J-K触发器:

特征方程:Q^(n+1) = J/Qn+/KQn

状态转换:

-------------------------------
    J         K        Q^(n+1)
-------------------------------
    0         0          Q^n
-------------------------------
    0         1           0
-------------------------------
    1         0           1
-------------------------------
    1         1           /Q^n

 3.分析连接:

D1 = /Q1

K2= Q1

J2 = 1

4.结合特征方程推断:

Q1^(n+1) = D1 = /Q1

Q2^(n+1) = /Q2+/Q1Q2

5.标记触发点,橙色为Q1触发,紫色为Q2触发:

硬件基础-时序逻辑电路-触发器画波形图问题解析_第7张图片

6.带入公式画图,与1题同理。

略......................... 

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