�(shí)�邏輯電路,簡��(shí)序電�,是一種在任意�(shí)刻的輸出不僅取決于該�(shí)刻電路的輸入,而且還與電路過去的輸入有�(guān)的邏輯電�,因此時(shí)序邏輯電路須具備信號的存�(chǔ)電路(主要由觸發(fā)器構(gòu)成)。時(shí)序邏輯電路是�(shù)字系�(tǒng)中非常重要的一類邏輯電�,常見的�(shí)序邏輯電路有�(jì)�(shù)��寄存�和序號發(fā)生器��
1.根據(jù)�(shí)鐘分�
�1)同步時(shí)序電路中,各�(gè)觸發(fā)器的�(shí)鐘脈沖相同,即電路中有一�(gè)�(tǒng)一的時(shí)鐘脈�,每來一�(gè)�(shí)鐘脈�,電路的狀�(tài)只改變一次�
?�?)異步時(shí)序電路中,各�(gè)觸發(fā)器的�(shí)鐘脈沖不同,即電路中沒有�(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖來控制電路狀�(tài)的變�,電路狀�(tài)改變�(shí),電路中要更新狀�(tài)的觸�(fā)器的翻轉(zhuǎn)有先有后,是異步�(jìn)行的�
2.根據(jù)輸出分類
?�?)米利型�(shí)序電路的輸出不僅與現(xiàn)�(tài)有關(guān),而且還決定于電路�(dāng)前的輸入�
�2)穆爾型�(shí)序電路的其輸出僅決定于電路的�(xiàn)�(tài),與電路�(dāng)前的輸入無關(guān);或者根本就不存在獨(dú)立設(shè)置的輸出,而以電路的狀�(tài)直接作為輸出�
�(shí)序邏輯電路基本分析步驟:
1.寫方程�
?�?)輸出方程。時(shí)序邏輯電路的輸出邏輯表達(dá)�,它通常為現(xiàn)�(tài)的函�(shù)�
?�?)驅(qū)�(dòng)方程。各觸發(fā)器輸入端的邏輯表�(dá)��
�3)狀�(tài)方程。將�(qū)�(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程中,便得到該觸�(fā)器的次態(tài)方程。時(shí)序邏輯電路的狀�(tài)方程由各觸發(fā)器次�(tài)的邏輯表�(dá)式組��
2.列狀�(tài)�(zhuǎn)換真值表
將外輸入信號和現(xiàn)�(tài)作為輸入,次�(tài)和輸出作為輸�,列出狀�(tài)�(zhuǎn)換真值表�
3.邏輯功能的說明
根據(jù)狀�(tài)�(zhuǎn)換真值表來說明電路的邏輯功能�
4.畫狀�(tài)�(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖
狀�(tài)�(zhuǎn)換圖:電路由�(xiàn)�(tài)�(zhuǎn)換到次態(tài)的示意圖�
�(shí)序圖:在�(shí)鐘脈沖CP作用下,各觸�(fā)器狀�(tài)變化的波形圖�
1.寄存�
在數(shù)字電路中,用來存放二�(jìn)制數(shù)�(jù)或代碼的電路稱為寄存��
寄存器是由具有存�(chǔ)功能的觸�(fā)器組合起來構(gòu)成的。一�(gè)觸發(fā)器可以存�(chǔ)1位二�(jìn)制代�,存放n位二�(jìn)制代碼的寄存器,需用n�(gè)觸發(fā)器來�(gòu)��
按照功能的不�,可將寄存器分為基本寄存器和移位寄存器兩大類?;炯拇嫫髦荒懿⑿兴腿霐?shù)�(jù),需要時(shí)也只能并行輸�。移位寄存器中的�(shù)�(jù)可以在移位脈沖作用下依次逐位右移或左�,數(shù)�(jù)既可以并行輸�、并行輸�,也可以串行輸入、串行輸出,還可以并行輸�、串行輸�,串行輸入、并行輸�,十分靈活,用途也很廣�
2.�(jì)�(shù)�
在數(shù)字電路中,能夠記憶輸入脈沖�(gè)�(shù)的電路稱為計(jì)�(shù)�。計(jì)�(shù)器是一種累�(jì)脈沖�(gè)�(shù)的邏輯部�,不僅用于計(jì)�(shù),而且還用于定�(shí)、分頻和程序控制�,用途極為廣�,幾乎所有數(shù)字系�(tǒng)中都有計(jì)�(shù)��
�(jì)�(shù)器可按多種方式來�(jìn)行分類。按�(jì)�(shù)過程�(shù)字增減趨勢可分為加法�(jì)�(shù)�、減法計(jì)�(shù)器以及加減均可的可逆計(jì)�(shù)器。按照�(jìn)制方式不�,可分為二�(jìn)制計(jì)�(shù)�、十�(jìn)制計(jì)�(shù)器以及任意�(jìn)制計(jì)�(shù)器。根�(jù)各�(gè)�(jì)�(shù)單元?jiǎng)幼鞯拇涡?,可�?jì)�(shù)器分為同步計(jì)�(shù)器和異步�(jì)�(shù)器兩大類�
帶有�(shí)序邏輯電路的�(shù)字電路主要故障分析:
1. �(shí)鐘:�(shí)鐘是整�(gè)系統(tǒng)的同步信�,當(dāng)�(shí)鐘出�(xiàn)故障�(shí)�(huì)帶來整體的功能故障。時(shí)鐘脈沖丟失會(huì)�(dǎo)致系�(tǒng)�(shù)�(jù)總線、地址總線或控制總線沒有動(dòng)作。時(shí)鐘脈沖的速率、振�、寬度、形狀及相位發(fā)生變化均可能引發(fā)故障�
2. �(fù)位:含有微處理器(MPU)的設(shè)�,即使是最小系�(tǒng),一般都具有�(fù)位功�。復(fù)位脈沖在系統(tǒng)上電�(shí)加載到MPU�,或在特定情況下使程序回到最初狀�(tài)(例如,看門狗Watchdog程序)。當(dāng)�(fù)位脈沖不能發(fā)生、信號過�、信號幅度不對、轉(zhuǎn)換中有干擾或�(zhuǎn)換太慢時(shí),程序就可能在錯(cuò)誤的地址啟動(dòng),導(dǎo)致程序混亂�
3. 總線:總線傳遞指令系列和控制事件,一般有地址總線、數(shù)�(jù)總線和控制總線。當(dāng)總線即使只有一位發(fā)生錯(cuò)誤時(shí),也�(huì)�(yán)重影響系�(tǒng)功能,出�(xiàn)�(cuò)誤尋址、錯(cuò)誤數(shù)�(jù)或錯(cuò)誤操作等??偩€錯(cuò)誤可能發(fā)生在總線�(qū)�(dòng)器中,也可能�(fā)生在接收�(shù)�(jù)位的其它元件��
4. 中斷:帶微處理器(MPU)的系�(tǒng)一般都能夠響應(yīng)中斷信號或設(shè)備請求,�(chǎn)生控制邏�,以暫時(shí)中斷程序�(zhí)�,轉(zhuǎn)到特殊程�,為中斷�(shè)備服�(wù),然后自�(dòng)回到主程序。中斷錯(cuò)誤主要是中斷線路粘附(此時(shí)系統(tǒng)操作非常緩慢)或受到干�(系統(tǒng)�(cuò)誤響�(yīng)中斷請求)�
5. 信號衰減和畸變:長的并行總線和控制線可能�(huì)�(fā)生交互串?dāng)_和傳輸線故障,表�(xiàn)為相鄰的信號線出�(xiàn)尖峰脈沖(交互�?dāng)_),或�(qū)�(dòng)線上形成減幅振蕩(相當(dāng)于邏輯電平的多次�(zhuǎn)�),從而可能加入錯(cuò)誤數(shù)�(jù)或控制信號。發(fā)生信號衰減的可能原因比較�,常見的有高濕度�(huán)境、長的傳輸線、高速率�(zhuǎn)換等。而大的電子干擾源�(huì)�(chǎn)生電磁干�(EMI),導(dǎo)致信號畸�,引起電路的功能紊亂�
1.�(shí)序電路的�(shè)�(jì)是根�(jù)要求�(shí)�(xiàn)其邏輯功�,先作出原始狀�(tài)圖或原始狀�(tài)表,然后�(jìn)行狀�(tài)化簡(狀�(tài)合并)和狀�(tài)編碼(狀�(tài)分配�,再求出所選觸�(fā)器的�(qū)�(dòng)方程、時(shí)序電路的狀�(tài)方程和輸出方�,畫出設(shè)�(jì)好的邏輯電路��
2.在設(shè)�(jì)同步�(shí)序邏輯電路時(shí),把CP 信號作邏�1處理,對異步�(shí)序邏輯電路則把CP 信號作為一�(gè)變量來處理�
3.用已有的M �(jìn)制集成計(jì)�(shù)器可�(gòu)成N(任意)�(jìn)制的�(jì)�(shù)�。當(dāng)M >N �(shí),用1片M�(jìn)制計(jì)�(shù)器采取反饋清零法或反饋置�(shù)法跳過M-N �(gè)狀�(tài),而得到N �(jìn)制計(jì)�(shù)器。當(dāng)M <N �(shí),用多片M �(jìn)制計(jì)�(shù)器組合起�,構(gòu)成N �(jìn)制計(jì)�(shù)�,各級之間的連接方式可分為并行�(jìn)�、串行�(jìn)�、整體反饋清零和整體反饋置數(shù)等幾種方��
在檢修時(shí)序邏輯電路之前應(yīng)盡可能熟悉系�(tǒng)的結(jié)�(gòu)原理和電�,然后是分析故障的表征特�,盡可能地縮小故障產(chǎn)生的范圍。較的醫(yī)療設(shè)備一般帶有自診斷程序,可充分利用它查找故�,將故障定位到較小范圍�
1.檢查電源
�(shí)序邏輯電路較常采用�5V、�15V、�12V電源。當(dāng)電源對地短路或電源穩(wěn)定性差都可能導(dǎo)致系�(tǒng)故障,表�(xiàn)為系�(tǒng)無反�(yīng)、系�(tǒng)程序紊亂�。一般來說,電源對地短路是因?yàn)殡娙荩ㄈヱ铍娙荩┒搪樊a(chǎn)生的,找到故障電容的辦法是采用電流跟蹤儀跟蹤短路電流,沒有電流跟蹤儀的就只好將電路分單元查找替換�
2.檢查�(shí)�
�(shí)鐘電路一般由石英晶體電路組成(也有采用RC振蕩電路�)。根�(jù)�(jīng)�(yàn),石英晶體較易損�。可用示波器測試�(shí)鐘信號的頻率、振�、相�,或簡單地用邏輯探針檢測�(shí)鐘脈沖的有無。對各�(gè)單元電路的時(shí)鐘均�(yīng)檢測,以防斷�、松�、干擾等引起�(shí)鐘脈沖的不正��
3.檢查總線
用邏輯探針檢查總線上是否有脈沖活�(dòng)。若總線上沒有脈沖活�(dòng),可繼續(xù)檢查總線�(qū)�(dòng)器輸入端有無脈沖信號、驅(qū)�(dòng)器是否在允許狀�(tài)、驅(qū)�(dòng)器是否響�(yīng)激�(lì)等,來確定故障是否是由于總線�(qū)�(dòng)器引起的,然后輪流檢查每一�(gè)總線接收�。另外,可以�(guān)掉電�,用多用表檢查總線各線的對地電阻,如果所有線的阻值一�,那么總線估�(jì)正常;如果一條或多條線的阻值與其余的不�,那么該線值得懷疑;如果有兩根線的阻值相�,而又高于或低于其它的�,那么這兩條線可能相互短路��
4.檢查�(guān)鍵的脈沖信號
用邏輯探�、示波器或邏輯分析儀觀察復(fù)�、使�、選�、讀�、中�、讀�(nèi)存等控制信號,可以較好地判斷集成電路(IC)是否正常工作。當(dāng)�(fù)位信號有效時(shí),IC輸出�(yīng)被清零或置位,程序應(yīng)回到初始狀�(tài)�(yùn)行;�(dāng)使能信號有效而時(shí)鐘脈沖正常時(shí),IC�(shù)�(jù)線上�(yīng)有脈沖活�(dòng);當(dāng)邏輯探針連到讀�(nèi)存線�,而指示燈沒有閃爍顯示(即讀�(nèi)存線上沒有脈沖活�(dòng)),說明微處理器可能在程序的某處卡住了,因?yàn)槊恳粭l指令讀地址處存�(chǔ)器時(shí),讀�(nèi)存線上通常是應(yīng)有脈沖信號的;對于中斷信�,可用邏輯探針來觀察是否發(fā)生中斷線路粘�,也可通過外加直流電壓或低電平來控�(允許或禁�)被測試的中斷�
5.檢查接口
接口�、印刷板與插座插接時(shí)可能松脫或偏離中心導(dǎo)致接觸不良而引�(fā)故障,實(shí)際上很多故障的確是由此產(chǎn)生的,對此可用無水酒精擦拭清潔接口后再重新插接固�。另外數(shù)字系�(tǒng)還常常通過外部通信線路(RS232、MODEM、IEEE-488�)與其它系�(tǒng)連接,而連接線通常很長,還可能暴露于電子干擾源�,例如繼電器、電�(jī)、變壓器、大型X線機(jī)、陰雨天閃電�,連接口接觸不良和電子干擾源的電磁干擾(EMI)均可能會(huì)�(chǎn)生錯(cuò)誤的�(shù)�(jù)傳�,甚至損壞相�(guān)的元�。對電磁干擾找出干擾源后排除�,其次可改善工作�(huán)�(如濕度和溫度�),加�(qiáng)屏蔽,或改用屏蔽性能好的連接��
�(shí)序邏輯電路的檢修必須通過長期�(shí)際工�,摸索總�(jié)方法技�,才能更好地診斷、發(fā)�(xiàn)并排除故�,提高維修技�(shù)水平�
維庫電子�,電子知識,一查百��
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