《数字逻辑电路 朱建启》z6.1,6.2同步时序分析.ppt

第六章 同步时序
逻辑电路
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学****要求：
了解时序电路的基本结构、分类和常用的描述方法；
熟练掌握同步时序电路分析和设计的基本方法；
熟悉状态图的建立，状态简化和状态分配的各个重要环节。
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时序逻辑电路的特点和描述方法
1. 时序电路：一个电路在任何时刻的稳定输出不仅与该时刻电路的输入信号有关，而且与该电路过去的输入有关，这样的电路称为"时序电路"。
时序电路由组合电路和存储(记忆)器件及反馈回路三部分组成，见下图.
x1
z1
组合电路
存储器件
xn
…
zm
…
…
…
yr
y1
Y1
Yl
x1 . xn：时序电路的输入或外部输入；
z1 . zm：时序电路的输出或外部输出；
y1.. yr：时序电路的状态或内部输入；
Y1 . Yl：时序电路的激励或内部输出；
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状态：过去的输入已不存在，但可以通过存储器件把它们记录下来，称之为状态。记录下来的信息可能和过去的输入完全一样，也可能是经过了组合电路加工处理后的结果。我们把某一时刻之前的状态称为"现态"，把这一时刻之后的状态称为"次态"，"现态"和"次态"是一个相对的概念，分别用y(n)(或y)和y(n+1)表示。
时序电路的逻辑函数由下列方程组成：
Zi= fi (x1,…， xn ; y1,…， yr ) , i=1, …, m
Yj= gj (x1,…， xn ; y1,…， yr ) , j=1, …, l
输出方程
激励方程
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:
1）按照电路的工作方式
同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路
（根据是否有统一时钟脉冲CP）
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同步时序电路
特点：电路中有统一的定时信号，存储器件采用时钟控制触发器，电路状态在时钟脉冲控制下同时发生转换，即电路状态的改变依赖于输入信号和时钟脉冲信号。
具体说： 状态如何变？ 取决与输入信号；
状态何时变? 取决于时钟信号；
每个状态维持多久？ 取决于时钟脉冲。
在研究同步时序逻辑电路时，通常不把同步时钟信号作为输入信号处理，而是将它当成一种默认的时间基准。
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对时钟的要求：
脉冲的宽度：必须保证触发器可靠翻转；
脉冲的频率：必须保证前一个脉冲引起的电路响应完全结束后，后一个脉冲才能到来。
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异步时序逻辑电路
异步时序逻辑电路的存储电路可由触发器或延时元件组成，电路中没有统一的时钟脉冲信号同步，电路外部输入信号的变化将直接导致电路状态的变化。
在状态转移过程中，各存储元件的状态变化不一定发生在同一时刻，不同状态的维持时间不一定相同。
在研究异步时序逻辑电路时，对输入信号的形式有所区分。（脉冲还是电平）
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两种时序电路类型见下图：
(a) 同步时序电路
x1
z1
组合电路
存储器件或延时器件
xn
…
zm
…
…
…
yr
y1
Y1
Yl
(b) 异步时序电路
x1
z1
组合电路
存储器件
xn
…
zm
…
…
…
yr
y1
Y1
Yl
时钟
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同步二进制加法计数器
异步二进制加法计数器
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