时序逻辑电路

特点:
任意时刻的输出不仅与该时刻输入变量的取值有关,而且与电路的原状态,即过去的状态有关。

时序逻辑电路:
包含组合电路和存储电路,存储电路具有记忆功能,通常由触发器构成
存储电路的输出状态Q反馈到组合电路的输入端,与外部输入信号X共同决定组合电路的输出Z。组合电路的输出除了包含外部输出Z,还包含连接到存储电路激励端的内部输出Y,它将控制存储电路的状态变化。

时序逻辑电路结构框图:
数字电路 第六章 时序逻辑电路
X:外部输入信号
Q:存储电路的状态输出,也是组合电路的内部输入
Z:外部输出信号
Y:存储电路的激励信号,也是组合电路的内部输出

在存储电路中,触发器的每一位输出q称为一个状态变量,j个状态变量可以组成2j个不同的内部状态。

4组信号的逻辑关系表示
输出方程:Zn = F(Xn,Qn)
激励方程:Yn = G(Xn,Qn) ---------(驱动方程)
状态方程:Qn+1 = H(Yn,Qn)

表明:
时序电路的某一时刻Zn和存储电路的激励Yn仅仅与当前时刻的外部输入内部状态有关。均为组合电路的输出
存储电路的次态由激励Y存储电路原状态决定

时序电路的工作过程实质上就是在不同的输入条件下,内部状态不断更新的过程

时序电路的分类

按状态变化分:
同步时序电路:电路状态的变化在同一时钟脉冲作用下发生,即各触发器状态的转换同步完成
异步时序电路:不使用同一个时序脉冲信号源,即各触发器状态的转换是异步完成的。

按输出信号特点分:
米里型时序电路(Mealy):某时刻的输出取决于该时刻的外部输入和内部状态
摩尔型时序电路(Moore):某时刻的输出只取决于该时刻的内部状态,不受当时输入的影响或没有输入变量。但当输入变化后,必须等待时钟的到来状态变化时才能导致输出变化。
因此Moore比Mealy的输出要晚一个时钟周期

时序逻辑电路的功能描述

  1. 逻辑方程式
  2. 状态转移表:
    Mealy型:
    数字电路 第六章 时序逻辑电路
    Moore型:
    数字电路 第六章 时序逻辑电路
    特殊Moore型:
    数字电路 第六章 时序逻辑电路
  3. 状态图
    Mealy型:外部输出在转移条件中给出
    数字电路 第六章 时序逻辑电路
    Moore型:外部输出在圆圈内指明
    数字电路 第六章 时序逻辑电路
  4. 时序图

同步时序电路分析

分析方法:
数字电路 第六章 时序逻辑电路

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