数字电路—时序逻辑电路

一、概述

1. 定义:任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号+电路原来的状态。

2. 两个显著特点:时序电路通常包括组合电路和存储电路,存储电路必不可少;存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的输入端,与输入信号一起,共同决定组合逻辑电路的输出。

 3. 分类

根据触发器动作特点分:同步时序电路(所有触发器状态都是在同一时钟信号操作下同时发生的)和异步时序电路(触发器状态变化不是同时发生的)。

根据输出信号特点分:米利(Mealy,输出取决于输入和存储电路状态)和穆尔(Moore,输出仅仅取决于存储电路状态)

时序电路被称为状态机(State Machine,简称SM)或算法状态机(Algorithmic State Machine,简称ASM)


二、时序逻辑电路分析方法

分析时序电路的的3个步骤:

1. 写出每个触发器的驱动方程(即每个触发器输入信号的逻辑函数式)

2. 将这些驱动方程代入相应触发器的特性方程,得到每个触发器的状态方程,从而得到由这些状态方程组成的整个时序电路的状态方程组。

3. 根据逻辑图写出电路的输出方程。

如下例题参考:


三、状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图

状态转换表

操作:把初态的值代入状态方程和输出方程中,即可算出电路次态和现态下的值;将得到的次态的值作为新的初态继续代入状态方程和输出方程,又得到一组新的次态和输出值,以此类推,将结果转换成真值表,就得到了状态转换表。需要注意检查不要漏了输入的状态。

状态转换图

 状态机流程图,简称SM图,类似软件程序的流程图

时序图

在输入信号和时钟脉冲序列作用下,电路状态、输出状态随时间变化的波形图称为时序图。

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