數(shù)字電路根據(jù)邏輯功能的不同特點，可以分成兩大類，一類叫組合邏輯電路(簡稱組合電路)，另一類叫做時序邏輯電路(簡稱時序電路)。組合邏輯電路在邏輯功能上的特點是任意時刻的輸出僅僅取決于該時刻的輸入，與電路原來的狀態(tài)無關(guān)。而時序邏輯電路在邏輯功能上的特點是任意時刻的輸出不僅取決于當(dāng)時的輸入信號，而且還取決于電路原來的狀態(tài)，或者說，還與以前的輸入有關(guān)。
時序邏輯電路是數(shù)字邏輯電路的重要組成部分,時序邏輯電路又稱時序電路,主要由存儲電路和組合邏輯電路兩部分組成。它和我們熟悉的其他電路不同,其在任何一個時刻的輸出狀態(tài)由當(dāng)時的輸入信號和電路原來的狀態(tài)共同決定,而它的狀態(tài)主要是由存儲電路來記憶和表示的。同時時序邏輯電路在結(jié)構(gòu)以及功能上的特殊性,相較其他種類的數(shù)字邏輯電路而言,往往具有難度大、電路復(fù)雜并且應(yīng)用范圍廣的特點。
在數(shù)字電路通常分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類，組合邏輯電路的有關(guān)內(nèi)容在前面的章節(jié)里已經(jīng)作了介紹，組合邏輯電路的特點是輸入的變化直接反映了輸出的變化，其輸出的狀態(tài)僅取決于輸入的當(dāng)前的狀態(tài)，與輸入、輸出的原始狀態(tài)無關(guān)，而時序電路是一種輸出不僅與當(dāng)前的輸入有關(guān)，而且與其輸出狀態(tài)的原始狀態(tài)有關(guān)，其相當(dāng)于在組合邏輯的輸入端加上了一個反饋輸入，在其電路中有一個存儲電路，其可以將輸出的狀態(tài)保持住，我們可以用下圖的框圖來描述時序電路的構(gòu)成。從上面的圖上可以看出，其輸出是輸入及輸出前一個時刻的狀態(tài)的函數(shù)，這時就無法用組合邏輯電路的函數(shù)表達式的方法來表示其輸出函數(shù)表達式了，在這里引入了現(xiàn)態(tài)(Present state)和次態(tài)(Next State)的概念,當(dāng)現(xiàn)態(tài)表示現(xiàn)在的狀態(tài)(通常用Qn來表示)，而次態(tài)表示輸入發(fā)生變化后其輸出的狀態(tài) (通常用Qn 1表示)，那么輸入變化后的輸出狀態(tài)表示為Qn 1=f(X,Qn)其中：X為輸入變量。
時序邏輯電路應(yīng)用很廣泛,根據(jù)所要求的邏輯功能不同進行劃分,它的種類也比較繁多。在具體的授課環(huán)節(jié)中,主要選取了應(yīng)用較廣、具有典型時序邏輯電路特征的三種邏輯器件進行比較詳細地介紹。1.計數(shù)器一般來說,計數(shù)器主要由觸發(fā)器組成,用以統(tǒng)計輸入計數(shù)脈沖CP的個數(shù)。計數(shù)器的輸出通常為現(xiàn)態(tài)的函數(shù)。計數(shù)器累計輸入脈沖的最大數(shù)目稱為計數(shù)器的“?！?用M表示。如M=6計數(shù)器,又稱六進制計數(shù)器。所以,計數(shù)器的“?！睂嶋H上為電路的有效狀態(tài)數(shù)。同步七進制加法計數(shù)器的邏輯圖計數(shù)器的種類很多,特點各異。主要分類如下:按計數(shù)進制可分為:二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、任意進制計數(shù)器。按計數(shù)增減可分為:加法計數(shù)器、減法計數(shù)器、加/減計數(shù)器,又稱可逆計數(shù)器。按計數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否同步可分為:異步計數(shù)器和同步計數(shù)器。2.寄存器寄存器是存放數(shù)碼、運算結(jié)果或指令的電路,移位寄存器不但可存放數(shù)碼,而且在移位脈沖作用下,寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移位。寄存器和移位寄存器是數(shù)字系統(tǒng)和計算機中常用的基本邏輯部件,應(yīng)用很廣。一個觸發(fā)器可存儲一位二進制代碼, n個觸發(fā)器可存儲n位二進制代碼。因此,觸發(fā)器是寄存器和移位寄存器的重要組成部分。對寄存器中的觸發(fā)器只要求它們具有置0或者置1功能即可,無論是用同步結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器,還是用主從結(jié)構(gòu)或者邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器,都可以組成寄存器。3.順序脈沖發(fā)生器順序脈沖是指在每個循環(huán)周期內(nèi),在時間上按一定先后順序排列的脈沖信號。產(chǎn)生順序脈沖信號的電路稱為順序脈沖發(fā)生器。在數(shù)字系統(tǒng)中,常用以控制某些設(shè)備按照事先規(guī)定的順序進行運算或操作。
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