时序逻辑电路分析

一、概括：

时序逻辑电路，简称时序电路，由组合逻辑电路和触发器构成的存储电路组成。时序电路中可以没有组合电路，但不能没有触发器。

（1）表达形式：逻辑表达式，状态表、卡诺图、状态图和时序图。

（2）分类：

按逻辑功能划分：计数器、（移位）寄存器、读/写存储器、顺序脉冲发生器。

按电路中触发器状态变化是否同步划分：同步时序电路和异步时序电路。

按电路输出信号特性划分：Mealy电路和Moore电路。

按是否编程划分：可编程电路和不可编程电路。

按集成度划分：SSI、MSI、LSI、VLSI。

按使用的开关元件划分：TTL电路和CMOS电路。

二、时序电路的基本分析和设计方法

1、基本分析方法：（给出时序电路分析其功能）

（1）写时钟方程——写驱动方程——写输出方程

（2）求状态方程

（3）画状态图——画时序图。

2、基本设计方法：（给出实现功能或者状态图设计时序电路）

（1）画状态图——简化合并状态图——编码状态图

（2）选择触发器——写输出方程——写状态方程

（3）写驱动方程

（4）画时序电路

（5）检查能否自启动

三、计数器

1、分类：

按数的进制划分：二进制计数器、十进制计数器和N进制计数器

按计数时是递增还是递减划分：加法计数器、减法计数器和可逆计数器

按计数器中触发器翻转是否同步划分：同步计数器、异步计数器

按使用期器件划分：TTL计数器、CMOS计数器

2、计数器（计数时序电路）设计

设计方法参考上面的，

二进制同步加法计数器

二进制同步减法计数器

二进制同步加减法计数器

另外，就是异步的，实际应用要分场合而定

集成二进制计数器分析使用

十进制和N进制分析方法一致

3、寄存器设计

（1）寄存器：具有暂时存储二进制数据或代码操作的电路。

寄存器任务：暂时存储二进制数据或代码，一般不能数据处理

（2）分类：

按功能划分：基本寄存器、移位寄存器

按使用元件划分：TTL寄存器、CMOS寄存器

（3）基本寄存器：只能并行输入、并行输出，由D触发器组成。

移位寄存器：串行、并行输入输出都可，由D触发器组成。

（4）移位寄存器型计数器：环形计数器和扭环形计数器

（5）集成寄存器分析应用

4、读/写存储器设计

（1）RAM：随即存取存储器，可以看成由众多基本寄存器组合起来构成的大规模集成电路。

（2）结构：由地址译码器、存储矩阵、读/写控制器等组成。

（3）RAM容量扩展：位扩展和字扩展

（4）集成RAM芯片分析

5、顺序脉冲发生器设计

目标：用顺序脉冲发生器产生时间上有先后顺序的脉冲，以实现整机各部分的协调动作。

分类：

计数型顺序脉冲发生器

移位型顺序脉冲发生器

用MSI集成电路构成的顺序脉冲发生器

6、可编程逻辑器件和时序电路的VHDL描述仿真。