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关于时序逻辑问题设计的新方法及应用
日期:2007-8-17 0:02:53 来源:本站整理  
点击: 作者:未知
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时序逻辑是给出了几个执行元件动作的启动和复位的时间顺序,它没有确定的输入信号的个数,它只包含一个起动信号接入,有时有一个结束信号,或者没有停止信号,如没有结束信号,则有结束条件。并且它也可能是一个顺序往复多次运行,直到停止信号发出。它不同于非时序逻辑。非时序逻辑有确定的几个输入输出信号,输入和输出间是一种组合关系,在求解时序逻辑和非时序逻辑过程中,非时序逻辑以求一个输出信号的逻辑式,而时序逻辑则要求解起动信号O(OPEN),停止信号S(STOP)与各输出执行元件的两种状态之间的逻辑关系,这些逻辑关系表达式将会是一组式子。它的右端不必然包含起动信号,启动信号是通过第一个执行元件来执行时表示它的启动作用,其后各项是通过各信号间的关系来表达。
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现对时序逻辑的已有方法进行分析:a,X-D状态图(信号-动作状态图),b,卡诺图。其中,X-D状态图,要先绘出动作线-信号线图,分别确定后,再确定障碍信号,用一定的方法消除障碍信号,得出逻辑式。卡诺图要绘制方格,标志各动作组合值,再用“与”式相“或”,写出“与-或”式再进一步化简。这两种方法都需要大量的间接方法,画图来进一步确定逻辑式,十分繁杂。
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针对时序逻辑的特点,它的各逻辑表达式与各元件的状态有时间因果关系。那么,一个元件的动作的执行可视为其它各元件的执行状态的“与”组合,更进一步,这个与式即是各元件的逻辑原理式。其解法举例如下:
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例1:设计时序逻辑A1B1C1B0A0B1C0B0的逻辑原理函数。
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解:1 先将原逻辑时序逻辑式化为状态序列,则原逻辑式可化为: 
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  2 列出各元件的两种状态时其它各元件的状态“与”组合,第一个信号作为启动信号产生。
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在上述的过程中,如果其它信号在状态序列逻辑式中先转换为“S”(stop),那么可以在此认为此信号为“O”(open)状态,如果其它信号在表达式中先转换为“O”,那么可以在此认为此信号为“S”状态,这样就可以写出第一信号转变的条件为其它信号的状态之“与”和“O”的“或”, “O”为启动信号。所以在此时,即第五个信号阶段,前四个信号的转变过程中bc的状态已经转换为 故有第一式中的 
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3 整理则有:      
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由于时序逻辑式化为状态逻辑式时,这个状态逻辑式直接的反映出各元件的状态变化过程,不需要列表,而只需要看清在一个循环中是否有几次动作。如果几次动作,则要按“或”的关系进行处理逻辑原理式。如上式中B的执行动作,它有两次动作,故起停均有两次,其逻辑式也就有两个“与”式之“或”。而A在启动时为 ,它表明,A所的启动条件为BC在“ ”状态,同时也要启动信号。由上述可知,此过程简单明了,十分有效,不存在“X-D”的消障问题,也不必如卡诺图中进行画图示意。
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由上述的方法可知,只要知道几个执行单元的时序,即可用此方法――元件状态“与”“或”表示法来求得逻辑函数式。这个方法是否真实呢,现在看下述问题。
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例2:对A1B1C1D1C0A0B0D0D1D0,求ABCD四个元件的逻辑执行函数。
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解:1将原时序逻辑式写成状态逻辑式:
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      .
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2  将其状态逻辑式分别写出为:
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 3 根据状态式可有:
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根据上逻辑式组,很明显发现D执行单元的两种状态d,   逻辑式的矛盾,即:在 条件下d, 都有可能,这说明逻辑表达式有错误。表明,只知道几个执行单元的执行时序,只用这几个元件来表达的逻辑函数可能有错误。因此做如下分析。
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第二式和第一式的区别和共同点可知:○1两逻辑式中都有一个元件在执行过程中执行了两次循环。○2第一式中有三个执行元件,而第二式中有四个执行元件。○3第二式中的多动作执行元件D执行的两次动作间有两次相继转换状态――D0D1D0。而第一式B的两次动作间均由其它动作隔开。
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根据如上分析,试问:可否可将第二例中逻辑式转化为类似第一例中的情形?如果可以转化,就可以同第一例一样进行解答。
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因此可以在执行过程中加入些执行动作将D0D1D0隔开。我们称加入的执行动作为:伪执行单元。现在加入M伪执行单元,将原逻辑式变为:A1B1C1D1C0A0B0D0M1D1M0D0这其逻辑时序为: .
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这时D的逻辑函数为:
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由上式可看出D的逻辑函数仍无效,因此可再加入一伪执行单元N,注意此时M,N的启动应在第一次复位D之前启动,而在M,N复位时分别启动D和复位D,则原时序动作变为为:
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A1B1C1D1 M1 N1C0A0B0D0 M0D1 N0D0
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其逻辑状态时序式为: .

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