（十七）【数电】（第六章 时序逻辑电路）时序逻辑电路的特点及描述方法

A 时序逻辑电路的特点及描述方法

A.a 时序逻辑电路的特点及分类

引例：

上面为一位全加器，CI代表低位向本位的进位；CO代表本位向高位的进位。S为本位和，ai和bi为本位的加数和被加数。
下面为上边沿D触发器,存储D。把Ci作为输入，反馈Q给全加器CI。
两者结合实现串行加法器。

结构特点
一般由组合逻辑电路和存储电路两部分构成，其 中存储电路必不可少，且大都为触发器组，用以 实现“记忆”功能；
存储电路的输出必须反馈到逻辑电路的输入 端，并与输入信号一起决定组合逻辑电路下一状 态的输出。
功能特点
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；
时序电路具有“记忆”功能。

时序电路与组合逻辑电路的对比

时序逻辑电路的分类

A.b 时序逻辑电路的方程描述

结合时序逻辑电路的 结构框图，令:

则它们之间的逻辑关系可描述为：

输出方程、驱动方程：输入为外部输入信号与存储电路输入信号
状态方程：输入为原态和驱动

用向量形式表达为：

一个时序逻辑电路可以用这三个方程清楚的 描述出来。此三大方程为分析和设计时序逻辑电路的关键。

时序逻辑电路的方程描述示例

注：三大方程与时序逻辑电路图可以相互转化。

A.c 时序逻辑电路的图标描述

描述时序电路逻辑功能的方法有——

三大方程与三大图表之间可以相互转换。

A.c.a 状态转换表（State Table）

若将任何一组输入变量及电路初态的取值代 入状态方程和输出方程，即可算出电路的次态和 现态下的输出值，以得到的次态作为新的初态， 和这时的输入变量取值一起再代入状态方程和输 出方程进行计算，又得到一组新的次态和输出值。 如此继续下去，把全部的计算结果列成真值表的 形式，就得到了状态转换表。

循环进行。

A.c.b 状态转换图（State Diagram）

一幅图抵得过千言万语。
为了以更加形象的方式直观的显示出时序电路 的逻辑功能，可以进一步把状态转换表的内容表 示成状态转换图的形式。将状态转换表表示成转 换图时，是以小圆圈表示电路的各个状态，圆圈 中填入存储单元的状态值，圆圈之间用箭头表示 状态转换的方向，在箭头旁注明状态转换前的输 入变量取值和输出值，输入和输出用斜线分开， 斜线上方写输入值，下方写输出值。

圆圈是两个触发器的四种储备状态

图中蓝色为减计数；红色为加计数。

A.c.c 时序图（Timing Diagram）

为便于用实验或仿真的方法检查时序电路的逻 辑功能，还可以将状态转换表的内容画成时间波形 的形式。在时钟脉冲序列作用下，电路状态、输出 状态随时间变化的波形图叫做时序图。
特别注意：画时序图时，应在CP触发沿到来时 更新所有的状态，即画完各Qi的状态后，输出（非 Qi的情况）的时序图应按组合逻辑处理。

A为0时加计数；A为1时减计数。

先画Q1Q2再画Y

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