【从零开始学习计算机科学】数字逻辑(八)时序逻辑电路
- 时序逻辑电路
- 时序逻辑电路的分类
- 时序逻辑电路的基本描述方法
- 同步时序逻辑电路的分析
- 异步时序逻辑电路的分析
- 同步时序逻辑电路的设计方法
- 异步时序逻辑电路的设计方法
- 常用的中、小规模时序逻辑电路
- 寄存器
- 锁存器
- 移位寄存器
- 计数器
- 异步计数器
- 同步计数器
- N进制计数器
- 顺序脉冲发生器(节拍脉冲发生器)
- 序列信号发生器
- 分频器
- 时序逻辑电路中的竞争-冒险现象
时序逻辑电路
在数字电路理论中,时序逻辑电路是指电路任何时刻的稳态输出不仅取决于当前的输入,还与前一时刻输入形成的状态有关。
这跟组合逻辑电路不同,组合逻辑的输出只会跟目前的输入成一种函数关系。
由于时序逻辑电路有“记忆”信息的功能,因此它可以用来保存数字系统的工作状态。器在任何一个时刻,保存在内部存储器件的二进制数定义了一个数字系统的当前状态,输入到数字系统的逻辑信号可能引起一个或者多个存储器件的状态发生改变。因此,引起数字系统的状态发生改变。
结构上由组合电路和存储电路两部分构成;并且存储电路的输出必须反馈到组合逻辑电路的输入端,并与输入信号一起共同决定组合逻辑电路下一状态的输出。
功能上任一时刻的输出不仅取决于当时的输入信号,而且还取决于电路原来的状态,即与以前的输入和输出也有关系。
上图中信号定义如下:
X ( x 1 , x 2 , … , x i ) X(x_1,x_2,\ldots,x_i) X(x1,x2,…,xi)为外部输入信号。
Y ( y 1 , y 2 , … , y j ) Y(y_1,y_2,\ldots,y_j) Y(y1,y2,…,yj)为外部输出信号。
Z ( z 1 , z 2 , … , z k ) Z(z_1,z_2,\ldots,z_k) Z(z1,z2,…,zk)为存储电路输入信号。
Q ( q 1 , q 2 , … , q l ) Q(q_1,q_2,\ldots,q_l) Q(q1,q2,…,ql)为存储电路输出信号。
一个时序逻辑电路可以用这三个方程清楚的描述出来。所以此三大方程为分析和设计时序逻辑电路的关键。
输出方程:
y 1 = f 1 ( x 1 , x 2 , … , x i , q 1 n , q 2 n , … , q l n ) y_1 = f_1(x_1,x_2,\ldots,x_i,q_1^n,q_2^n,\ldots,q_l^n) y1=f1(x1,x2,…,xi,q1n,q2n,…,qln)
y 2 = f 2 ( x 1 , x 2 , … , x i , q 1 n , q 2 n , … , q l n ) y_2 = f_2(x_1,x_2,\ldots,x_i,q_1^n,q_2^n,\ldots,q_l^n) y2=f2(x1