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。
時序邏輯電路其任一時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入,而且還與過去各時刻的輸入有關(guān)。常見的時序邏輯電路有觸發(fā)器、計數(shù)器、寄存器等。
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)。
數(shù)字集成電路是將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)字集成電路中包含的門電路或元、器件數(shù)量,可將數(shù)字集成電路分為小規(guī)模集成(SSI)電路、中規(guī)模集成MSI電路、大規(guī)模集成(LSI)電路、超大規(guī)模集成VLSI電路和特大規(guī)模集成(ULSI)電路。
在數(shù)字電路中,凡是任一時刻的穩(wěn)定輸出不僅決定于該時刻的輸入,而且還和電路原來狀態(tài)有關(guān)者都叫時序邏輯電路。時序邏輯電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-41所示。時序邏輯電路的狀態(tài)是靠具有存儲功能的觸發(fā)器所組成的存儲電路來記憶和表征的。
組合邏輯電路可以有若個輸入變量和若干個輸出變量,其每個輸出變量是其輸入的邏輯函數(shù),其每個時刻的輸出變量的狀態(tài)僅與當時的輸入變量的狀態(tài)有關(guān),與本輸出的原來狀態(tài)及輸入的原狀態(tài)無關(guān),也就是輸入狀態(tài)的變化立即
在Verilog HDL語言中,時序邏輯電路使用always語句塊來實現(xiàn)。例如,實現(xiàn)一個帶有異步復(fù)位信號的D觸發(fā)器如下。例1:帶異步復(fù)位的D觸發(fā)器1。wire Din;wire clock,rst;reg Dout;always @ (posedge clock or negedge rs