常用时序逻辑功能器件.

时序电路逻辑功能描述方式时序电路是一种电子电路，其逻辑功能在不同时间点上发生变化。

在时序电路中，电路的输出不仅依赖于当前的输入信号，还依赖于过去的输入信号和电路的内部状态。

时序电路通常由触发器（Flip-Flop）和组合逻辑门组成。

触发器是一种存储元件，可以存储一个二进制位的状态。

组合逻辑门通过将触发器的输出连接起来，并根据输入信号的条件决定是否改变触发器的状态。

通过这种方式，时序电路可以实现复杂的逻辑功能。

为了描述时序电路的逻辑功能，我们可以使用状态图、状态表和状态方程等方式。

状态图（State Diagram）是时序电路的一种图形表示方法。

它通过节点和有向边来表示电路的不同状态和状态之间的转换关系。

每个节点表示一个电路的状态，每条边表示一种条件下的状态转换。

状态图可以直观地描述时序电路的逻辑功能。

状态表（State Table）是时序电路的一种表格表示方法。

它列出了电路的每个状态和每个状态下的输出。

状态表通常包括当前状态、下一个状态和输出信号等列。

状态表可以清晰地描述电路的逻辑功能，并方便进行状态迁移和输出信号的计算。

状态方程（State Equation）是时序电路的一种数学描述方法。

它通过逻辑代数或布尔代数的形式表示电路的当前状态、输入信号和输出信号之间的关系。

状态方程可以使用逻辑门的真值表或卡诺图来推导得到。

在描述时序电路的逻辑功能时，我们通常需要确定以下几个方面的内容：1.电路的输入信号：输入信号是时序电路的触发条件，决定触发器状态的改变。

输入信号可以是外部输入，如开关和按钮，也可以是其他逻辑电路的输出。

2.电路的内部状态：内部状态是触发器的状态，它存储了电路的前一时刻的信息。

内部状态可以是一个或多个触发器的组合。

3.电路的输出信号：输出信号是根据当前输入信号和内部状态计算得到的结果。

输出信号可以是一个或多个逻辑电平。

4.电路的逻辑功能：逻辑功能是指输入信号和输出信号之间的关系，在不同的状态和条件下，输出信号如何发生改变。

时序逻辑电路的功能时序逻辑电路是数字电子电路中一种重要的电路类型，它的功能主要用于处理和控制时序信号。

时序信号是指按照一定的时间顺序变化的信号，如时钟信号、计数信号等。

时序逻辑电路能够对这些时序信号进行处理和控制，实现各种复杂的功能。

时序逻辑电路主要由触发器、计数器、移位寄存器等组成，通过这些元件的组合和连接，可以实现各种不同的功能需求。

下面将介绍几种常见的时序逻辑电路及其功能。

1. 时钟发生器时钟发生器是时序逻辑电路中最基本的电路之一。

它的功能是产生稳定的时钟信号，用于同步整个数字系统中的各个部件。

时钟信号的频率和占空比可以通过时钟发生器进行调节，以满足不同的应用需求。

2. 触发器触发器是一种存储器件，它的功能是在时钟信号的作用下，根据输入信号的变化产生相应的输出信号。

触发器有多种类型，如D触发器、JK触发器、T触发器等。

它们可以用于存储和传输数据，实现数据的暂存和延迟等功能。

3. 计数器计数器是一种能够对输入的时序信号进行计数操作的电路。

它的功能是将输入的时序信号进行计数，并输出相应的计数值。

计数器可以实现简单的计数功能，也可以根据特定的计数模式，实现复杂的计数功能，如循环计数、递减计数等。

4. 移位寄存器移位寄存器是一种具有移位功能的存储器件。

它的功能是将输入信号按照一定的规律进行移位操作，并输出相应的移位结果。

移位寄存器可以实现数据的串行输入和串行输出，还可以实现数据的并行输入和并行输出，广泛应用于数据通信和数字信号处理等领域。

5. 状态机状态机是一种能够根据输入信号的变化，自动改变状态和执行相应操作的电路。

它的功能是根据特定的状态转移规则，实现复杂的控制逻辑。

状态机可以分为Moore型和Mealy型，它们在输出信号的计算方式上有所不同，但都能实现复杂的状态和控制逻辑。

时序逻辑电路的功能多种多样，它们在数字系统中起到了至关重要的作用。

无论是计算机、通信设备还是数字家电，都离不开时序逻辑电路的支持。

构成时序逻辑电路的基本器件时序逻辑电路是指根据输入信号的不同时刻，产生不同输出信号的电路。

它是数字电路的重要组成部分，广泛应用于计算机、通信设备、控制系统等领域。

构成时序逻辑电路的基本器件包括时钟信号发生器、触发器、计数器和时序逻辑门电路。

时钟信号发生器是时序逻辑电路的基础，它产生稳定的方波信号作为时序逻辑电路的时间基准。

时钟信号的频率和占空比决定了时序逻辑电路的工作速度和稳定性。

常见的时钟信号发生器有晶体振荡器和RC多谐振荡器。

晶体振荡器通过利用晶体的固有振荡特性产生稳定的方波信号，而RC多谐振荡器则利用电容和电阻的组合产生方波信号。

触发器是时序逻辑电路的核心，用于存储和传输数据。

触发器有多种类型，如RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。

触发器的输入端和输出端都有稳定的工作状态，可以根据时钟信号的变化来进行数据存储和传输。

触发器可以实现存储器件的功能，用于存储和处理数据。

计数器是一种特殊的触发器，用于实现计数功能。

它可以根据时钟信号的变化进行计数，并根据设定的计数范围循环计数或停止计数。

计数器通常由多个触发器级联构成，每个触发器代表一个计数位。

常见的计数器有二进制计数器和BCD计数器，用于不同进制的计数。

时序逻辑门电路是由与门、或门、非门和时序逻辑门组成的电路。

与门和或门根据输入信号的逻辑关系产生输出信号，非门将输入信号取反。

时序逻辑门根据时钟信号的变化来控制输出信号的产生。

时序逻辑门电路可以实现各种复杂的逻辑功能，如时序比较、状态转换和数据处理等。

时序逻辑电路的设计需要考虑时序关系、稳定性和可靠性等因素。

合理选择和组合基本器件，能够满足设计要求，并提高电路的性能和可靠性。

此外，还需要注意时序逻辑电路的时钟频率和输入信号的传输延迟，以确保电路的正常工作。

总结起来，构成时序逻辑电路的基本器件包括时钟信号发生器、触发器、计数器和时序逻辑门电路。

它们共同实现了时序逻辑电路的功能，广泛应用于数字电路领域。

第6章时序逻辑电路内容提要时序逻辑电路的特性是具有记忆功能，即电路在某一时刻的输出不仅仅取决于这一时刻当前的输入，而且还与电路历史状态有关。

时序逻辑电路在结构上由组合电路和存储电路两部分组成，而且存储电路至少有一个输出作为组合逻辑电路的输入，组合电路的输出至少有一个作为存储电路的输入。

本章主要介绍时序逻辑电路的组成原理、时序逻辑电路的分析和设计方法及常用时序逻辑功能器件等。

时序逻辑电路的分析就是根据给定的时序逻辑电路的结构，找出该时序逻辑电路在输入信号及时钟作用下，存储电路状态的变化规律以及电路的输出值，从而了解该时序逻辑电路所完成的逻辑功能。

描述时序逻辑电路的逻辑功能一般采用存储电路的状态转移方程和电路输出函数表达式；或者采用状态转移表、状态转移图；或者用时序图（工作波形）来描述。

本章重点分析了移位寄存器、同步计数器和异步计数器，介绍了VHDL描述时序逻辑电路的方法。

时序逻辑电路的设计就是根据逻辑命题的要求，设计出实现该命题功能要求的时序电路，并力求最简。

本章重点介绍了采用小规模器件设计同步计数器、异步计数器的方法，介绍了采用中规模功能器件设计任意模值计数器的方法以及序列信号发生器的方法。

并介绍了同步时序逻辑电路设计的一般步骤。

教学基本要求（1）掌握时序逻辑电路的基本分析方法。

（2）掌握同步时序逻辑电路（同步计数器）的设计方法。

（3）掌握常用时序功能部件（集成计数器、移位寄存器）的逻辑功能及应用。

（4）理解异步计数器的设计方法。

（5）理解VHDL描述方法。

（6）了解同步时序逻辑电路设计的一般步骤。

重点与难点本章重点：（1）时序逻辑电路的分析，正确画出时序图（工作波形）。

（2）同步计数器的设计。

本章难点：（1）异步时序逻辑电路的分析与设计。

（2）同步时序逻辑电路设计的一般步骤（原始状态流图建立、状态合并、状态编码等）。

主要教学内容6.1 时序逻辑电路的分析6.2 常用时序逻辑功能器件6.2.1 常用集成计数器6.2.2 常用集成寄存器和移位寄存器6.3 时序逻辑电路设计6.3.1 同步时序逻辑电路设计的一般步骤6.3.2 同步计数器的设计6.3.3 异步计数器的设计6.3.4 序列信号发生器6.4 采用中规模时序功能器设计时序逻辑电路6.4.1 采用中规模计数器实现任意模值计数（分频）器6.4.2 采用中规模集成移位寄存器6.5 VHDL描述时序逻辑电路6.1 时序逻辑电路的分析分析由小规模逻辑器件构成的时序逻辑电路一般步骤为：（1）根据给定的时序电路图，写出下列各逻辑表达式：①各触发器的时钟信号CP的逻辑表达式。