同步时序逻辑电路教案

5.1 时序逻辑电路概述5.1.1 时序逻辑电路的结构时序逻辑电路是计算机及其他电子系统中常用的一种电路。它和组合逻辑电路是两种完全不同类型的电路，其特点可以从两个方面区分：1.功能特点组合逻辑电路的输出仅取决于电路当时的输入，而与电路过去的输出状态无关。时序逻辑电路在任一时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还与电路原来的状态有关。2.电路结构特点由于时序逻辑电路的的输出还与电路原来的输出状态有关，因此在时序逻辑电路内部必然有记忆元件，即触发器，用于记忆与过去输入有关的信息或过去的输出状态。因此，时序逻辑电由两部分组成：输入XnX1组合电路…rY1 Y存储电路Z1Zm存储电路输出…1ys y从电路结构上看，时序电路有如下特点：①包含存储电路和组合电路；②具有反馈通道，通过反馈通道使电路功能与时序相关。③存储器状态和输入变量共同决定输出。5.1.2 时序逻辑电路的分类1.按电路的工作方式不同分类根据时序电路中触发器是否在同一个时钟信号控制下工作分为：同步时序电路与异步时序电路。同步时序电路：电路中所有触发器的时钟端是连在一起的，所有触发器都在统一时钟脉冲下工作，存储电路的状态更新是在同一时刻同步进行的。…输出存储电路输入CP同步逻辑电路通常工作速度较快，电路相对复杂。异步时序电路：电路中各个触发器的时钟端不是相连的，触发器不在统一的时钟脉冲下工作，存储状态的更新是在不同时刻异步进行的。异步逻辑电路通常工作速度较慢，电路结构简单。2.按电路的输出/输入关系不同分类根据时序电路输出信号的特点不同又分为：Mealy（米利）型和 Moore（穆尔）型。Mealy 型：输出信号与不仅取决于输入信号，而且还与存储电路的输出状态有关。即 Z=F（X，y），Z 与 X，y 有关。Moore 型：输出信号仅与存储电路的输出状态有关。即 Z =F（y），Z 仅与 y 有关。3.按输入信号形式分类按输入信号形式不同分为电平型、脉冲型。CP脉冲输入脉冲输入电平5.1.3 时序逻辑电路的功能描述方法与组合逻辑电路一样，时序逻辑电路也有许多描述其逻辑功能的工具。常用的方法：1.逻辑函数表达式要完整地描述同步时序逻辑电路的结构和功能，须用 3 组逻辑表达式：(1)输出函数表达式反映输出 Z 与输入 x 和状态 y 之间关系。Mealy 型：Zi  fi(x1,x2,xn ,y1,ys )i  1,2,,mMoore 型：Zi  fi(y1,ys)i  1,2,,m(2)激励函数表达式反映存储电路输入 Y 与整个时序电路输入 x...