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1、1第六章时序逻辑电路时序逻辑电路基本概念(6.1)同步时序逻辑电路分析(6.2)异步时序逻辑电路分析(6.4)同步时序逻辑电路设计(6.3)典型的时序逻辑集成电路(6.5)时序电路的VerilogHDL描述(6.6)时序可编程逻辑器件(6.7)26.1时序逻辑电路基本概念时序逻辑电路：任意时刻电路的输出不但取决于此时刻的输入信号，而且还与电路原来的状态有关。时序电路模型与分类时序电路逻辑功能的表达3时序逻辑电路的一般化模型时序逻辑电路一般包括存储电路和组合电路两部分，其中存储电路必不可少;存储电
2、路由触发器或锁存器组成，利用存储电路的状态来记忆电路工作过程中的必要信息。时序电路又称为状态机,由有限数量存储单元构成的状态机称为有限状态机（FSM-FiniteStateMachine）。4时序逻辑电路信号间的关系O=F1(I,S)输入、输出及存储电路信号之间的逻辑关系：——输出方程——状态方程——激励(或驱动)方程E=F2(I,S)Sn+1=F3(E,Sn)I（I1,…,Ii)：外部输入信号O（O1,…,Oj)：电路输出信号E（E1,…,Ek)：存储电路的激励或驱动信号S（S1,…,Sm)：
3、存储电路的状态信号5根据存储电路的状态变化时刻，时序电路可分为:时序逻辑电路的分类异步时序电路——其存储电路可由触发器或锁存器组成，触发器没有统一 的时钟信号，或者电路中没有时钟脉冲，因而各存储单 元电路的状态更新不同时发生。同步时序电路——其存储电路一般由触发器组成，所有触发器都由同一个时钟信号控制,故所有触发器的状态在同一时刻更新,且与时钟信号的有效边沿同步。在时序电路中,同步时序电路的应用较广泛。异步时序电路脉冲异步时序电路：由触发器构成电平异步时序电路：由锁存器构成6时序逻辑电路的分类(
4、续)根据输出信号是否与输入信号有关，时序电路可分为：Mealy型——Moore型——电路的输出信号不仅与存储电路状态有关，还与外部输入信号有关,即：O=F(I,S)电路的输出信号仅取决于存储电路的状态，即：O=F(S)7时序电路逻辑功能的表达方式逻辑方程组状态(转换)表状态(转换)图时序图状态表——以表格形式反映时序电路的次态和输出与输入及现态的所有取值组合的对应关系。状态图——以直观的图形方式反映时序电路状态的转换关系。时序图——以波形图的形式直观描述时序电路的时钟、输入与输出和存储电路的状态
5、在时间上的对应关系。各种形式之间是可以相互转换的！86.2同步时序逻辑电路分析同步时序电路分析的一般步骤同步时序电路分析举例根据给定电路，分析在时钟信号和输入信号作用下，电路的状态转换和输出信号变化的规律，确定电路的逻辑功能。9分析说明逻辑功能*自启动能力检查输出方程同步时序电路分析的一般步骤状态方程状态图/时序图激励方程逻辑电路图状态表10同步时序电路分析—例1解：输出方程：(1)激励方程：例1.分析下图所示时序电路的逻辑功能。C1C1（Mealy型电路）（注：激励方程和输出方程中的上标n可以
6、不写）11同步时序电路分析-例1(2)由激励方程求状态方程：(3)作状态表和状态图：Q1n+1Q0n+1/Z110/01/0X/Z注意：斜线下Z的值是n时刻的值,而不是n+1时刻的值!!!12同步时序电路分析-例1(4).逻辑功能分析：检查自启动能力：所以该电路是一个加/减可控的3进制计数器(可逆计数器）。110/01/0当X=0时，状态按照加1规律从00→01→10循环变化，且每当转换到10状态(最大数)时，输出Z=1,表示进位。当X=1时，状态按照减1规律从10→01→00循环变化，且每当转
7、换到00状态(最小数)时，输出Z=1,表示借位。X/Z（自启动能力-若电路由于某种原因处于无效状态,在若干个时钟信号作用下,最终能回到有效状态,则该电路具有自启动能力。）该电路正常工作时,00、01、10为有效状态,11为无效状态,由状态图可知该电路具有自启动能力。13同步时序电路分析-例1(5).时序图(设电路初态为00)110/01/0X/Z注意：-触发器状态的波形变化与CP有效边沿的对应；-Mealy型电路的输出信号随输入信号和触发器状态的变化而随时可能发生变化。14分析图示电路,画出在C
8、P作用下Q2,Q1,Q0的波形。DCFF2DCFF1DCFF0CP≥1Q2Q1Q02.状态方程:解：1.激励方程：同步时序分析-例215同步时序分析-例23.作状态表和状态图：自启动检查：该电路正常工作时,状态在001、010和100之间循环，其他都为无效状态,由状态图可知该电路具有自启动能力。00000101001110010111011100101010011000101010011016同步时序分析-例24.时序图(设初态为000)5.逻辑功能分析：该电路在CP脉冲作用下，把宽度为一个时
