什么是时序电路?

什么是时序电路?

时序逻辑电路 简称时序电路
　　时序电路,它是由最基本的 逻辑门 电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路,与 组合电路 最本质的区别在于时序电路具有记忆功能.时序电路的特点是：输出不仅取决于当时的输入值,而且还与电路过去的状态有关.它类似于含储能元件的电感或电容的电路,如 触发器 、 锁存器 、 计数器 、 移位寄存器 、 储存器 等电路都是时序电路的典型器件.
　　时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的.
编辑本段 导读 　　虽然组合逻辑电路能够很好地处理像加、减等这样的操作,但是要单独使用组合逻辑电路,使操作按照一定的顺序执行,需要串联起许多组合逻辑电路,而要通过硬件实现这种电路带价是很大的,并且灵活性也很差.为了实现一种有效而且灵活的操作序列,我们需要构造一种能够存储各种操作之间的信息的电路,我们称这种电路为时序电路.
编辑本段 时序电路的定义 　　虽然每个数字电路系统可能包含有组合电路,但是在实际应用中绝大多数的系统还包括存储元件,我们将这样的系统描述为时序电路.
　　时序电路的框图如图7.1.1所示.组合电路和存储元件互联后组成了时序电路.存储元件是能够存储二进制信息的电路.存储元件在某一时刻存储的二进制信息定义为该时刻存储元件的状态.时序电路通过其输入端从周围接受二进制信息.时序电路的输入以及存储元件的当前状态共同决定了时序电路输出的二进制数据,同时它们也确定了存储元件的下一个状态.从框图中我们可以看出,时序电路的输出不仅仅是输入的函数,而且也是存储元件的当前状态的函数.存储元件的下一个状态也是输入以及当前状态的函数.因此,时序电路可以由输入、内部状态和输出构成的时间序列完全确定.
　　逻辑设计领域主要有两种类型的时序电路,它们分类的标准取决于我们观察到的输入信息的时机和内部状态改变的时机.同步时序电路（ synchronous sequential circuit ）的行为可以根据其在离散的时间点上的信号信息来定义.而异步时序电路（ asynchronous sequential circuit )的行为则取决于任意时刻的输入信号以及输入信号在连续的时间内变化的顺序.
编辑本段 时序电路的分析 　　时序电路的行为是由输入、输出和电路当前状态决定的.输出和下一状态是输入和当前状态的函数.通过对时序电路进行分析,可以得到关于输入、输出和状态三者的时序的一个合理描述.
　　如果一个电路包含这样的触发器,该触发器的时钟输入是直接驱动或者有一个时钟信号间接驱动的,同时这个电路在正常执行时不需加载直接置位和间接置位,那么我们就称这个电路为同步时序电路.触发器可以是任何类型的,逻辑图可以包括也可以不包括组合逻辑.
输入方程 　　时序电路的逻辑图通常包括触发器和组合门.我们所使用地触发器类型和组合电路的一系列布尔函数为我们提供了绘制时序电路逻辑图所需要的全部信息.在组合逻辑电路中,触发器输入信号的产生,可以用一系列的布尔函数描述,我们称这些布尔函数为触发器的输入方程（ flip-flop input equation ).在这里,我们同样将采用传统的表示方法,使用触发器的输入符号作为触发器输入方程中的变量,使用触发器的输出符号作为变量下标.在组核电路中,触发器的输入方程是一系列布尔表达式,下表变量是组合电路的输出符号.因为在电路中触发器的输出端始终与输入端相连,所以命名为“触发器的输入方程”.
　　触发器输入方程为指定时序电路的逻辑图提供了一种间接的代数表达方法.这些方程的字母符号隐含了所用的触发器的类型,同时完全确定了驱动触发器的组合逻辑电路.时间变量在触发器输入方程中没有指明,但是已经暗含在触发器C输入端的时钟之中.