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

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。
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）
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

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
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

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

输出方程：
Y = Q3Q2
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
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：
状态转换图：
时序图：

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