数字电路基础知识——时序逻辑电路之时序逻辑分析方法

数字电路基础知识——时序逻辑电路之时序逻辑分析方法

一、时序逻辑电路

1. 组合电路喝时序电路的区别
   组合逻辑电路：任意时刻的输出仅仅取决于当前的输入信号。
   时序逻辑电路：任意时刻的输出不仅仅取决于当前的输入信号，还和原来的状态有关。

2. 时序电路的结构框图
   下面给出了时序逻辑电路基本结构框图：
   
   电路的结构上：
   1）包含存储顶电路、组合电路
   2）存储器的状态喝输入变量共同决定输出状态（或者说存储电路的输出状态必须反馈到组电路的输入端）

3. 描述时序逻辑电路的方程组
   输出方程：
   
   激励方程（驱动方程）：
   
   状态方程：
   

二、时序逻辑电路分类

1. 按照出触发器的动作特点来分，可以分为：
   1）同步时序电路
   存储电路所有触发器的时钟使用同一的clk，状态变化在同一时刻
   2）异步时序电路
   没有统一的clk，触发器的状态变化有先有后
2. 按照时序电路输出信号的特点来分，可以分为：
   1）Mealy
   Y = F（X, Q）
   电路的输出是输入变量及触发器现态的函数
   
   2）Moore
   Y = F（Q）
   电路仅仅取决于各触发器的现态，不受电路输入的影响
   

三、时序电路的分析方法

一般对时序电路的分析是找出时序电路的逻辑功能，即找出在输入喝clk作用下，电路的次态和输出。
一般步骤：
1）在时序电路中写出存储电路中每个触发器的驱动方程（输入的逻辑关系式），得到整个电路的驱动方程。
2）将驱动方程代入触发器的特性方程，得到状态方程。
3）写出输出方程
例：分析如下的时序电路

1. 驱动方程：
   J1 = (Q3Q2)’ K1= 1
   J2 = Q1 K2 = (Q1’Q3’)’
   J3 = Q2Q1 K3 = Q2

   输出方程：
   Y = Q3Q2

2. 状态方程：（将驱动方程代入所使用的寄存器的特性方程中，基本的触发器的公式可以参考上一节）
   JK 触发器（JKFF）的特性方程为： Q^* = JQ’ +J’Q
   因此:
   Q1^* = (Q3Q2)‘Q1’
   Q2^* = Q1Q2’ + Q1’Q3’Q2
   Q3^* = Q1Q2Q3’ + Q2’Q3

3. 除了写出此电路的逻辑函数外，还有其他的描述时序电路功能的方法，还有其他方法，如状态转换表、状态转换图、时序图（波形图）
   状态转换表：
   

4. 状态转换图：
   

5. 时序图：