3.1时序线路概述
时序电路的分类
时序电路的分类1. 时序电路概述时序电路是一种电子电路，用于处理和控制电信号的时序关系。
它能够根据输入信号的时序变化来产生相应的输出信号，实现各种逻辑功能。
时序电路广泛应用于数字系统、通信系统、计算机等领域。
根据其功能和结构不同，时序电路可分为以下几类。
2. 同步时序电路同步时序电路是最常见的一类时序电路，它使用时钟信号来同步各个部件的操作。
时钟信号在同步电路中起到了关键的作用，它提供了一个统一的时间基准，使得各个部件在同一个时刻进行操作。
同步时序电路具有以下特点：•时序逻辑与时钟信号同步，具有确定的时序关系。
•各个部件的操作在时钟的上升沿或下降沿发生。
•时钟信号的频率决定了电路的工作速度。
同步时序电路常用的设计方法有有限状态机、寄存器传输级电路等。
它们在数字系统中起到了重要的作用，能够实现复杂的逻辑功能。
2.1 有限状态机有限状态机是一种常见的同步时序电路，它具有多个状态和状态转移条件。
有限状态机可以通过组合逻辑电路和时钟信号来实现状态的切换和逻辑的计算。
它常用于数字系统中的控制部分，能够根据输入信号的变化和当前状态来确定下一个状态和输出信号。
有限状态机的设计步骤如下：1.确定状态的个数和状态转移条件。
2.绘制状态转移图，表示状态之间的转移关系。
3.根据状态转移图，设计组合逻辑电路，实现状态的切换和逻辑计算。
4.添加时钟信号，使状态转移和逻辑计算与时钟同步。
2.2 寄存器传输级电路寄存器传输级电路是另一种常见的同步时序电路，它使用寄存器来存储数据，并通过时钟信号来控制数据的传输。
寄存器传输级电路常用于数字系统中的数据通路部分，能够实现数据的存储、传输和处理。
寄存器传输级电路的设计步骤如下：1.确定数据的位宽和寄存器的个数。
2.绘制寄存器传输级电路的逻辑图，表示数据的传输和处理关系。
3.根据逻辑图，设计组合逻辑电路和时钟信号的控制电路。
4.添加时钟信号，使数据的传输和处理与时钟同步。
3. 异步时序电路异步时序电路是另一类常见的时序电路，它不使用时钟信号来同步各个部件的操作。
数字电子技术教案
数字电子技术教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述了解数字电路的基本概念、分类和特点掌握数字电路的基本组成部分1.2 数制与码制学习二进制、八进制、十进制之间的转换方法了解常用码制，如BCD码、格雷码、ASCII码等1.3 逻辑门学习与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门的特点和真值表掌握逻辑门电路的搭建和应用第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义和特点掌握组合逻辑电路的分析和设计方法2.2 常用组合逻辑电路学习译码器、编码器、多路选择器、算术逻辑单元等常用组合逻辑电路的功能和真值表掌握组合逻辑电路的应用和搭建方法2.3 组合逻辑电路的设计方法学习组合逻辑电路的设计步骤和技巧能够设计简单的组合逻辑电路第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义和特点掌握时序逻辑电路的分析和设计方法3.2 常用时序逻辑电路学习触发器、计数器、寄存器等常用时序逻辑电路的功能和工作原理掌握时序逻辑电路的应用和搭建方法3.3 时序逻辑电路的设计方法学习时序逻辑电路的设计步骤和技巧能够设计简单的时序逻辑电路第四章：数字电路仿真4.1 数字电路仿真概述了解数字电路仿真的概念和作用掌握数字电路仿真软件的使用方法4.2 组合逻辑电路的仿真学习使用仿真软件对组合逻辑电路进行仿真实验能够分析仿真结果并优化电路设计4.3 时序逻辑电路的仿真学习使用仿真软件对时序逻辑电路进行仿真实验能够分析仿真结果并优化电路设计第五章：数字电路应用实例5.1 数字电路在通信系统中的应用学习数字通信系统的基本原理和应用了解数字电路在通信系统中的具体应用实例5.2 数字电路在计算机系统中的应用学习计算机系统的基本组成和原理了解数字电路在计算机系统中的具体应用实例5.3 数字电路在其他领域的应用了解数字电路在其他领域中的应用实例能够结合具体应用场景进行数字电路的设计和应用第六章：数字电路设计实例分析6.1 数字电路设计流程掌握数字电路设计的基本流程，包括需求分析、原理图设计、仿真测试、硬件实现等步骤。
数字电子技术》电子教案
《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的基本概念数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字逻辑基础逻辑门逻辑函数逻辑代数1.3 数字电路的表示方法逻辑电路图真值表卡诺图第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用2.2 常见的组合逻辑电路编码器译码器多路选择器算术逻辑单元2.3 组合逻辑电路的设计方法最小化方法卡诺图化简法逻辑函数的优化第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的定义时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用3.2 常见的时序逻辑电路触发器计数器寄存器移位寄存器3.3 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的建模状态编码的设计时序逻辑电路的仿真第四章：数字电路的设计与仿真4.1 数字电路设计流程需求分析逻辑设计电路实现测试与验证4.2 数字电路仿真技术数字电路仿真原理常用仿真工具仿真举例4.3 数字电路的测试与维护数字电路测试方法故障诊断与定位数字电路的维护与优化第五章：数字系统的应用5.1 数字系统概述数字系统的定义数字系统的特点数字系统的应用领域5.2 数字系统的设计方法数字系统设计流程数字系统模块划分数字系统的设计工具5.3 数字系统的应用实例数字控制系统数字通信系统数字音频处理系统第六章：数字集成电路6.1 数字集成电路概述数字集成电路的分类数字集成电路的优点数字集成电路的应用6.2 集成电路的制造工艺晶圆制造集成电路布局布线集成电路的封装与测试6.3 常见数字集成电路MOSFETCMOS逻辑门集成电路的封装类型第七章：数字信号处理器（DSP）7.1 数字信号处理器概述数字信号处理器的定义数字信号处理器的特点数字信号处理器的应用7.2 数字信号处理器的结构与工作原理中央处理单元（CPU）存储器输入/输出接口7.3 数字信号处理器的编程与开发编程语言开发工具与环境编程举例第八章：数字系统的可靠性8.1 数字系统的可靠性概述数字系统可靠性的重要性影响数字系统可靠性的因素数字系统可靠性评估方法8.2 数字系统的容错技术冗余设计容错算法故障检测与恢复8.3 数字系统的可靠性测试与验证可靠性测试方法可靠性测试指标可靠性验证实例第九章：数字电子技术的创新与应用9.1 数字电子技术的创新新型数字电路技术数字电子技术的研究热点数字电子技术的未来发展趋势9.2 数字电子技术的应用领域物联网生物医学工程9.3 数字电子技术的产业现状与展望数字电子技术产业概述我国数字电子技术产业发展现状数字电子技术的市场前景第十章：综合实践项目10.1 综合实践项目概述项目目的与意义项目内容与要求项目评价与反馈10.2 综合实践项目案例数字频率计的设计与实现数字音调发生器的设计与实现数字控制系统的设计与实现10.3 项目实施与指导项目实施流程项目指导与支持项目成果展示与讨论重点和难点解析1. 数字电路基础：理解数字电路的基本概念、特点及应用领域，掌握逻辑门、逻辑函数和逻辑代数的基础知识，熟悉数字电路的表示方法。
时序电路的基本单元
时序电路的基本单元1. 引言时序电路是一种特殊的数字逻辑电路，用于处理和控制电子信号的时间顺序。
它由多个基本单元组成，每个基本单元的功能是将输入信号转换为输出信号，并且输出信号的状态与输入信号相关联。
本文将重点介绍时序电路的基本单元，包括触发器和计数器。
2. 触发器触发器是时序电路中最基本的单元之一，用于存储和延迟电子信号。
它有几种常见的类型，包括RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。
2.1 RS触发器RS触发器是最简单的触发器之一，由两个交叉连接的非门（或异或门）和两个输入引脚（R和S）组成。
它可以存储一个位的状态，并且根据输入信号的状态进行状态转换。
当R和S输入信号同时为0时，RS触发器保持不变；当R=0、S=1时，RS触发器将输出1；当R=1、S=0时，RS触发器将输出0；当R和S同时为1时，RS触发器将进入禁止状态。
2.2 D触发器D触发器是广泛应用于数字系统中的最常用触发器之一。
它具有一个数据输入引脚（D）和一个时钟输入引脚（CLK），用于控制输入信号何时被存储。
D触发器工作原理如下：当时钟信号从低电平变为高电平时，将输入引脚（D）的值写入触发器，并将其存储为输出信号。
当时钟信号从高电平变为低电平时，触发器的输出信号保持不变。
2.3 JK触发器JK触发器是一种改进型的RS触发器，具有三个输入引脚（J、K和CLK）和两个输出引脚（Q和Q’）。
JK触发器的状态转换逻辑如下：•当J=0、K=0时，JK触发器保持不变；•当J=0、K=1时，JK触发器输出为0；•当J=1、K=0时，JK触发器输出为1；•当J=1、K=1时，JK触发器的输出将与前一个状态相反。
2.4 T触发器T触发器是一种特殊的JK触发器，具有一个输入引脚（T）和一个时钟输入引脚（CLK）。
T触发器的状态转换逻辑如下：•当T=0时，T触发器保持不变；•当T=1时，T触发器的输出将与前一个状态相反。
3. 计数器计数器是一种用于计算和存储电子信号总量的时序电路。
第4章 时序逻辑电路
建立时间tsetup：输入信号D在时钟边沿到达前需稳定的时间
保持时间thold ：输入信号D在时钟边沿到达后需继续稳定的时间
20
2.4 D触发器
带使能端的D触发器：通过使能端EN信号来控制是否在时钟信号的触
发边沿进行数据的存储。
2选1
多路复用器
EN有效（=1） 选择外部D输入
EN无效（=0） 保持触发器当前的输出
D锁存器状态表、状态图和特征方程
状态转移表
D
Q*
0
1
0
1
D锁存器的时序图
特征方程：Q* = D（C=1）
状态图
D=1
D=0
0
1
D=1
D=0
D
C
Q
18
2.4 D触发器
由一对主、从D锁存器构成
主
D触发器符号
CLK
从
主锁存器
从锁存器
L
写入
不变
上升沿
锁存
开始写入
H
不变
写入
从锁存器只在时钟CLK的上升沿到来时采样主锁存器的输出QM的
• 输出逻辑模块G ：输出函数（现态和外部输入的逻辑函数）
Mealy型：输出依赖于当前状态和当前输入信号
Moore型：输出仅依赖于当前状态，和当前输入信号无关
输出=G(现态,输入)
标准脉冲信号
属于Mealy型时序逻辑电路
6
1.2 时序逻辑电路基本结构
Moore型：输出信号仅依赖于当前状态。
输出=G(现态)
在置位态下，若R输入变为高电平，则经过两级门延迟变为复位态
时序逻辑电路
输出 F
0 0 0 0 0 1 0 1
/0
100
/0 /0
011
正常情况下，触发器状态在000～101循环， 但若由于干扰使电路的状态为110或111， 也可以在1、2个时钟后回到以上的主循环。
这称为电路具有自启动能力
例2.2
分析图示时序逻辑电路
解：状态表的另一种形式：
CP
0 1
Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1
0 0 0
0
可见，每来一个CP脉冲触发器作加1计算，每6个脉冲一个循环，所以这是一个6进 制加法计数器。
例2.2
分析图示时序逻辑电路
解：状态表的另一种 形式：
CP
0 1
Q3 Q2 Q1
0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1
F
0 0 0 0 0 1
画时序图：
CP Q1 Q2 Q3
J1 X J 2 XQ 1 K 1 XQ 2 K2 X
Q
n 1
JQ
n
KQn
得到各触发器的次态方程：
Q Q
n 1 1 n 1 2
X Q 1 XQ 2 Q 1 X Q 2 Q 1 XQ 2
例2.4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分析图示时序逻辑电路
Q Q
输入
X 0 0 0 0 1 1 1
时序逻辑电路
1 2 3 4 5 6 时序逻辑电路的基本概念 时序逻辑电路的分析 同步时序电路的设计 计数器 寄存器 算法状态机
时序逻辑电路
数字电路分为 1. 组合电路： 2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出 还取决于前一时刻电路的状态
同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路
同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路1. 引言说到电路，大家可能会觉得有点儿高深莫测，其实它们就像生活中的各种小插曲，错综复杂但又充满趣味。
今天我们来聊聊两种电路：同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。
听起来很正式吧？其实就像两位老朋友，各有各的个性，给我们的生活带来不同的滋味。
2. 同步时序逻辑电路2.1 什么是同步电路先说说同步时序逻辑电路。
想象一下，大家一起跳舞，必须跟着节拍来对吧？这就是同步电路的工作原理。
它们依靠一个时钟信号来统一行动，一切都得在这个时钟的节奏下进行。
你想想，如果没有这个节拍，大家就会乱成一团，完全没法协调。
2.2 优点与缺点同步电路的优点可多了。
首先，它们容易设计，因为所有的动作都得听从同一个“老大”——时钟。
这样一来，故障也比较容易定位，就像在大合唱里找出跑调的那个人，轻而易举！但是，当然了，凡事都有两面。
它们在速度上可能会受到限制，因为要等时钟信号到位才能开始下一步，仿佛总得等着老大下命令。
3. 异步时序逻辑电路3.1 什么是异步电路接下来，我们来聊聊异步时序逻辑电路。
这家伙就有点儿“放飞自我”的意思。
想象一下，大家随意地跳舞，没有固定的节拍，各自随心所欲，热火朝天。
这种电路不需要时钟信号，各个部分可以独立工作，就像一场即兴表演，想跳就跳，想停就停。
3.2 优点与缺点异步电路的优点就是速度快，反应灵敏。
因为没有时钟的限制，它们可以在需要的时候马上响应，特别适合处理突发事件，像是过马路时的红绿灯，红灯一亮就得停下，绿灯一闪立马走。
可是，快可不代表好，有时候这就像在一场没有指挥的音乐会上，大家都想表现，结果弄得一团糟，容易出现竞争和冲突。
4. 比较与应用4.1 各自的应用领域那么，这两种电路究竟哪种更好呢？这就要看情况了。
同步电路一般用于那些需要稳定和可靠性的地方，比如计算机和大型系统。
而异步电路则适合需要快速反应的地方，比如一些高频交易系统或者一些需要低延迟的通信设备。
时序电路的作用
时序电路的作用1. 时序电路简介时序电路是指一类能够按照预定的时间顺序进行状态切换的电路。
它由各种触发器、计数器和时钟信号等组成，广泛应用于数字系统中，用于控制和调度各个部件的运行顺序。
时序电路在数字系统中起着至关重要的作用。
2. 时序电路的分类2.1 同步时序电路同步时序电路是指通过同步信号进行状态切换的电路。
同步时序电路中，各个触发器和计数器的状态变化是同步进行的，由时钟信号来驱动。
典型的同步时序电路包括时钟分频器和状态机等。
同步时序电路通过统一的时钟信号来保证各个部件的同步运行，能够提高系统的稳定性和可靠性。
2.2 异步时序电路异步时序电路是指通过异步信号进行状态切换的电路。
异步时序电路中，各个触发器和计数器的状态变化是独立进行的，不需要时钟信号来驱动。
典型的异步时序电路包括门闩电路和脉冲生成电路等。
异步时序电路能够根据特定的输入信号实时响应，具有较高的灵活性和响应速度。
3. 时序电路的作用时序电路在数字系统中发挥着重要的作用，具有以下几个方面的功能：3.1 控制信号的生成和延时时序电路能够根据时钟信号和输入信号生成各个部件的控制信号，并对信号进行延时处理。
通过时序电路可以实现复杂的控制逻辑，对各个部件的运行顺序和时序进行精确控制，确保数字系统的正常工作。
3.2 数据的存储和传递时序电路中的触发器和计数器等部件能够存储和传递数据。
触发器可以将输入的数据存储起来，并在时钟信号的作用下将数据传递给下一个触发器或计数器，从而实现数据的传输和处理。
时序电路可以在不同的时钟周期中完成各个数据操作，确保数据的正确性和稳定性。
3.3 状态的控制和转换时序电路中的状态机可以对系统的状态进行控制和转换。
状态机能够根据输入信号的变化和时钟信号的触发，按照预定的状态转移规则进行状态的切换。
通过状态机的设计，可以实现复杂的状态控制和决策逻辑，使系统能够按照特定的流程和顺序进行运行。
3.4 时序逻辑的实现时序电路能够实现各种时序逻辑的功能。
时序逻辑电路的设计
时序逻辑电路的设计1. 前言时序逻辑电路是数字电路中的一种重要设计方法，它基于时钟信号的变化来实现一系列的操作和功能。
在信息处理、通信、控制等领域，时序逻辑电路被广泛应用于各类数字系统中，如CPU、存储器、控制器等。
本文将介绍时序逻辑电路的基本概念和原理，并详细讨论时序逻辑电路的设计方法、关键技术和常见应用场景。
2. 时序逻辑电路的基本概念和原理2.1 时序逻辑电路的定义时序逻辑电路是一种根据时钟信号的变化来触发和控制操作的电路。
它包括时钟信号的产生和分配、时钟边沿检测和触发、时钟同步和异步操作等组成部分。
2.2 时序逻辑电路的工作原理时序逻辑电路的工作原理基于时钟信号的变化来触发和控制操作。
在时序逻辑电路中，时钟信号被用于同步和控制各个元件的状态和数据传输，使得电路的功能得以正确执行。
时序逻辑电路中最重要的元件是触发器，它是一种能够存储和传输状态的元件。
触发器根据时钟信号的变化来改变自身的状态，从而实现对数据的存储和传输。
常见的触发器有D触发器、JK触发器、T触发器等。
2.3 基于时钟信号的数据传输在时序逻辑电路中，数据的传输是基于时钟信号的。
当时钟信号的边沿或电平变化时，数据在触发器中进行传输。
常见的数据传输方式有同步传输和异步传输。
同步传输是在时钟信号的作用下，所有数据在同一时刻进行传输。
同步传输可以保证数据的稳定性和可靠性，但需要进行时钟同步操作。
异步传输是在时钟信号的边沿或电平变化时，数据在触发器中进行传输。
异步传输不需要进行时钟同步操作，但需要特殊的电路设计来处理时序问题，以保证数据的准确传输。
3. 时序逻辑电路的设计方法3.1 设计流程时序逻辑电路的设计通常遵循以下流程：1.确定电路的功能需求和规格要求。
2.根据功能需求和规格要求，进行逻辑分析和逻辑设计。
3.进行时序分析和时序设计，确定时钟边沿和触发器的选择。
4.进行布线设计和布局布线。
5.进行电路仿真和验证。
6.制造和测试电路。
电子技术应用《数电》教案
电子技术应用《数电》教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述了解数字电路的定义、特点和应用领域熟悉数字电路与模拟电路的区别1.2 数制和码制学习二进制、八进制、十六进制的表示方法掌握不同码制（如ASCII码、BCD码）的转换方法1.3 逻辑门学习与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门电路掌握逻辑门的功能和真值表第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义和特点熟悉组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用组合逻辑电路学习译码器、编码器、多路选择器、多路分配器等电路掌握组合逻辑电路的设计方法2.3 组合逻辑电路的设计实例设计一个4x1多路选择器设计一个全加器第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义和特点熟悉时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器学习SR触发器、JK触发器、T触发器、CTR触发器等电路掌握触发器的真值表、时序图和功能3.3 时序逻辑电路的设计实例设计一个2位同步计数器设计一个顺序检测器第四章：数字电路仿真4.1 数字电路仿真概述了解数字电路仿真的定义和意义熟悉数字电路仿真工具的使用4.2 常用数字电路仿真工具学习Multisim、Proteus等仿真工具的基本操作掌握仿真工具中元器件的选型和连接方法4.3 数字电路仿真实例利用仿真工具验证组合逻辑电路的功能利用仿真工具验证时序逻辑电路的功能第五章：数字电路实验5.1 数字电路实验概述了解数字电路实验的目的和意义熟悉数字电路实验步骤和注意事项5.2 数字电路实验器材和仪器学习数字电路实验所需的器材和仪器使用方法掌握实验器材和仪器的连接和调试方法5.3 数字电路实验实例完成一个组合逻辑电路的实验完成一个时序逻辑电路的实验第六章：数字电路测试与维护6.1 数字电路测试概述理解数字电路测试的目的和方法熟悉测试用例的设计和测试过程6.2 数字电路测试方法学习静态测试和动态测试两种方法掌握测试电路的搭建和测试结果的分析6.3 数字电路维护与故障排除了解数字电路维护的基本原则学习故障排除的步骤和方法第七章：数字系统设计流程7.1 数字系统设计概述理解数字系统设计的基本流程熟悉各个设计阶段的任务和目标7.2 需求分析与规格说明学习如何进行需求分析掌握编写数字系统规格说明书的方法7.3 数字系统设计实现学习数字系统设计的具体步骤掌握硬件描述语言（如Verilog）的使用第八章：数字信号处理器（DSP）8.1 DSP概述理解DSP的定义、特点和应用熟悉DSP与其他处理器的比较8.2 DSP的结构与工作原理学习DSP的内部结构和工作流程掌握DSP的指令集和编程方法8.3 DSP应用实例学习DSP在音频处理、图像处理等领域的应用设计一个简单的DSP应用系统第九章：数字电路与系统的安全与保护9.1 数字电路与系统的安全了解数字电路与系统的安全问题学习加密算法和数字签名技术9.2 硬件安全措施学习物理不可克隆功能（PUF）和硬件安全模块（HSM）掌握安全启动和安全存储的实现方法9.3 系统保护与版权保护了解系统保护的重要性学习数字版权管理（DRM）和软件保护的方法第十章：未来数字电路技术的发展趋势10.1 新兴数字电路技术了解量子计算、神经形态计算等新兴技术学习这些技术对传统数字电路的影响10.2 数字电路设计的未来趋势分析数字电路设计的发展方向探讨可持续发展和环保在数字电路设计中的作用10.3 教育与培训强调终身学习在数字电路技术发展中的重要性探讨在线教育和虚拟实验室在数字电路教学中的应用重点和难点解析一、数字电路基础：理解不同数制和码制之间的转换，以及逻辑门的功能和真值表。
时序电路分析和设计
时序电路的基本组成
触发器
触发器是时序电路的基本单元，用于 存储二进制状态。常见的触发器类型 包括RS触发器、D触发器和JK触发器 等。
输入和输出
存储元件
存储元件用于存储触发器的状态，常 见的存储元件包括寄存器和移位器等。
时序电路具有输入和输出端，用于接 收和输出信号。
时序电路的特点与功能
特点
时序电路具有记忆功能、输出状态不 仅取决于当前输入还与之前状态有关 、具有时钟信号控制等。
器等。
优化策略
资源共享
通过共享逻辑门和触发器等硬件资源，减少电路规模 和功耗。
流水线设计
将时序电路划分为多个阶段，每个阶段执行一个或多 个功能，以提高工作频率和吞吐量。
动态功耗管理
根据电路的工作模式和负载情况，动态调整时钟频率、 电压等参数，以降低功耗。
硬件资源利用与性能评估
资源利用率
评估时序电路对硬件资源的占用情况，包括逻辑 门、触发器、存储器等。
时序电路分析和设计
• 时序电路概述 • 时序电路分析 • 时序电路设计 • 时序电路的实现与优化 • 时序电路的应用与发展
01
时序电路概述
时序电路的定义与分类
பைடு நூலகம்定义
时序电路是一种具有记忆功能的 电路，其输出不仅取决于当前的 输入，还与之前的输入序列有关 。
分类
根据结构和功能的不同，时序电 路可分为同步时序电路和异步时 序电路。
功能性分析
01
02
03
输入输出关系
分析电路的输入和输出信 号之间的关系，确定电路 的功能。
逻辑功能
根据输入输出关系，确定 电路实现的逻辑功能，如 与门、或门、非门等。
功能验证
《数字电子技术》电子教案
《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述介绍数字电路的基本概念、特点和分类解释数字信号与模拟信号的区别1.2 数字逻辑基础介绍逻辑代数的基本运算和规则解释逻辑门电路的原理和应用1.3 逻辑函数与逻辑门电路介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑门电路的种类和功能第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述介绍组合逻辑电路的定义和特点解释组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用的组合逻辑电路介绍编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等电路的原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计原则和方法解释组合逻辑电路的优化和简化第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述介绍时序逻辑电路的定义和特点解释时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器介绍触发器的概念、种类和功能解释触发器的时序要求和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法介绍时序逻辑电路的设计原则和方法解释时序逻辑电路的优化和简化第四章：数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真概述介绍数字电路仿真的概念和作用解释数字电路仿真软件的使用方法4.2 组合逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估4.3 时序逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估第五章：数字电路的应用5.1 数字电路在通信系统中的应用介绍数字电路在通信系统中的应用实例和原理解释数字调制和解调的电路设计方法5.2 数字电路在计算机系统中的应用介绍数字电路在计算机系统中的应用实例和原理解释微处理器、存储器和总线的电路设计方法5.3 数字电路在其他领域中的应用介绍数字电路在其他领域中的应用实例和原理解释数字电路在控制系统、数字信号处理等方面的应用方法第六章：数字电路设计工具与方法6.1 数字电路设计工具介绍电子设计自动化(EDA)工具的概念和作用解释电路设计软件（如Multisim、Proteus）的使用方法6.2 数字电路设计流程阐述数字电路设计的整个流程，包括需求分析、逻辑设计、物理设计等解释各个阶段的关键技术和注意事项6.3 数字电路设计实例通过具体实例展示数字电路设计的全过程分析设计过程中的难点和解决方案第七章：数字集成电路7.1 数字集成电路概述介绍数字集成电路的类型和特点解释集成电路的制造工艺和分类7.2 常见数字集成电路介绍TTL、CMOS等常见数字集成电路的原理和应用解释集成电路封装和接口技术7.3 数字集成电路的应用与选择阐述数字集成电路在电路设计中的应用方法介绍如何根据电路需求选择合适的集成电路第八章：数字系统的测试与维护8.1 数字系统测试概述介绍数字系统测试的目的和重要性解释数字测试信号的和应用8.2 数字故障诊断与测试方法介绍故障诊断的方法，如静态测试、动态测试和在线测试解释故障模型和测试向量的8.3 数字系统的维护与优化阐述数字系统运行过程中的维护和优化措施介绍故障排除和系统性能提升的方法第九章：数字电路在嵌入式系统中的应用9.1 嵌入式系统概述介绍嵌入式系统的概念、特点和分类解释嵌入式系统在现代科技领域的重要性9.2 嵌入式数字电路设计阐述嵌入式数字电路的设计方法和流程介绍嵌入式处理器、外围电路和接口技术9.3 嵌入式系统的应用实例通过具体实例展示嵌入式数字电路在实际应用中的作用和效果第十章：数字电路技术的未来发展10.1 数字电路技术发展趋势分析当前数字电路技术的发展趋势，如低功耗、高速度、高集成度等介绍新型数字电路技术的研究方向和应用前景10.2 数字电路技术的挑战与机遇阐述数字电路技术在发展过程中面临的挑战，如信号完整性、可靠性等探讨数字电路技术发展的机遇和应对策略10.3 数字电路技术的创新应用介绍数字电路技术在新型领域的创新应用，如物联网、等分析这些应用对数字电路技术发展的影响和推动作用第十一章：数字电路在模拟信号处理中的应用11.1 概述数字模拟信号处理介绍数字电路在模拟信号处理中的重要性解释数字模拟信号处理的基本概念和原理11.2 模拟信号的数字化处理阐述模拟信号数字化处理的方法和技术介绍ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的工作原理和应用11.3 数字滤波器与信号处理解释数字滤波器的作用和分类介绍数字滤波器的设计方法和应用实例第十二章：数字电路在信号传输中的应用12.1 数字信号传输概述介绍数字信号传输的基本概念和特点解释数字信号传输与模拟信号传输的区别12.2 数字调制与解调技术介绍数字调制与解调的基本原理和方法解释调制解调器（modem）的工作原理和应用12.3 数字信号传输的线路和设备介绍数字信号传输中所用的线路和设备，如同轴电缆、光纤等解释数字信号传输中的信号衰减和抗干扰措施第十三章：数字电路在计算机系统中的应用13.1 计算机系统概述介绍计算机系统的基本组成和工作原理解释计算机系统在现代社会中的重要性13.2 中央处理器（CPU）介绍CPU的结构和工作原理解释控制单元、运算单元和寄存器的作用和功能13.3 存储器和总线系统介绍存储器的类型和作用解释总线系统的组成和功能，如数据总线、地址总线、控制总线等第十四章：数字电路在控制系统中的应用14.1 控制系统概述介绍控制系统的概念、类型和特点解释数字电路在控制系统中的应用重要性14.2 数字控制器的设计与实现阐述数字控制器的设计方法和流程介绍控制器算法实现和硬件设计的技术14.3 数字控制系统实例通过具体实例展示数字电路在控制系统中的应用和效果第十五章：数字电路技术的综合应用案例15.1 数字电路技术在通信领域的应用介绍数字电路技术在通信领域的典型应用实例解释数字电路技术在提高通信系统性能方面的作用15.2 数字电路技术在工业自动化领域的应用阐述数字电路技术在工业自动化领域的应用实例和优势介绍数字电路技术在提高工业生产效率和质量方面的作用15.3 数字电路技术在其他领域的应用展望探讨数字电路技术在其他领域的应用前景和发展趋势分析数字电路技术对人类社会发展的影响和推动作用重点和难点解析本文主要介绍了《数字电子技术》电子教案，内容涵盖了数字电路的基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路仿真与实验、数字电路的应用、数字集成电路、数字系统的测试与维护、数字电路在嵌入式系统中的应用、数字电路技术的未来发展等十五个章节。
数字电路与逻辑设计电子教案
数字电路与逻辑设计电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的定义数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字逻辑与逻辑门逻辑运算与逻辑函数基本逻辑门电路逻辑门电路的应用1.3 逻辑函数与逻辑代数逻辑函数的定义与表示方法逻辑代数的基本运算逻辑函数的化简与优化第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用领域2.2 常用的组合逻辑电路编码器译码器多路选择器算术逻辑单元2.3 组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计原则组合逻辑电路的设计步骤组合逻辑电路设计实例第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的定义时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用领域3.2 触发器触发器的定义与功能基本触发器类型触发器的时序特性3.3 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的设计原则时序逻辑电路的设计步骤时序逻辑电路设计实例第四章：数字电路的仿真与测试4.1 数字电路仿真的概念与方法数字电路仿真的定义数字电路仿真软件的使用数字电路仿真的一般步骤4.2 数字电路测试的基本概念数字电路测试的目的数字电路测试的方法数字电路测试的策略4.3 数字电路的测试与维护数字电路故障的类型与特点数字电路故障诊断的方法数字电路的维护与优化第五章：数字系统的综合与设计5.1 数字系统综合的概念与方法数字系统综合的定义数字系统综合的目标数字系统综合的一般步骤5.2 数字系统设计的基本原则数字系统设计的要求数字系统设计的流程数字系统设计的注意事项5.3 数字系统设计实例数字系统设计实例一：计算器数字系统设计实例二：数字钟数字系统设计实例三：数字音量控制器第六章：数字电路与逻辑设计工具6.1 硬件描述语言硬件描述语言的概念VHDL和Verilog的介绍硬件描述语言的编写基础6.2 数字电路设计工具电路图设计工具逻辑符号编辑器仿真和测试工具6.3 设计流程和实例设计流程的概述设计实例的步骤解析设计实例的测试和仿真第七章：数字电路与逻辑设计实践7.1 数字电路设计实践设计要求与约束设计流程与方法设计实例解析7.2 逻辑电路实现逻辑电路设计的考虑因素逻辑电路实现步骤设计实例实现7.3 电路仿真与测试仿真工具的使用测试用例的设计测试结果分析第八章：数字电路与逻辑设计案例分析8.1 微处理器设计微处理器的基本结构微处理器的设计流程微处理器设计实例分析8.2 数字信号处理器设计数字信号处理器的基本结构数字信号处理器的设计流程数字信号处理器设计实例分析8.3 数字通信系统设计数字通信系统的基本原理数字通信系统的设计流程数字通信系统设计实例分析第九章：数字电路与逻辑设计的最新发展9.1 新型数字电路技术新型数字电路的类型新型数字电路的特点新型数字电路的应用9.2 数字电路设计的新方法设计方法的创新点设计方法的实施步骤设计方法的实例分析9.3 数字电路与逻辑设计的未来趋势未来技术的发展方向未来应用的拓展领域未来发展的机遇与挑战第十章：数字电路与逻辑设计的评估与优化10.1 数字电路性能评估性能评估指标性能评估方法性能评估实例10.2 逻辑电路优化优化方法与策略优化工具与技术优化实例分析10.3 设计综合与验证设计综合的概念与方法设计验证的步骤与技术设计综合与验证实例重点和难点解析重点环节一：逻辑门电路的应用补充和说明：逻辑门电路是数字电路的基础，其应用广泛。
时序逻辑电路-数字部分
摩尔型时序逻辑电路
同步时序逻辑电路是指所有存 储元件的状态变化都发生在同 一时钟脉冲的触发下，因此各 个存储元件的状态变化是同步 的。
异步时序逻辑电路是指电路中 没有统一的时钟脉冲，各个存 储元件的状态变化是由输入信 号和电路内部状态共同决定的 ，因此各个存储元件的状态变 化是异步的。
米利型时序逻辑电路是指电路 的输出仅与当前状态有关，而 与输入信号无关的时序逻辑电 路。
优化设计
通过测试和仿真结果，分析电路的性能瓶颈和优化空间，指导电路 的优化设计。
07 总结与展望
时序逻辑电路发展趋势
更高集成度
随着半导体技术的发展，时序逻辑电路的集成度不断提高， 使得电路更加紧凑、高效。
更低功耗
为了满足移动设备、物联网等应用的需求，时序逻辑电路 正朝着更低功耗的方向发展。
更高速度
输出不仅与当前输入有关，还与电路以前的状态有关。
输出状态稳定
02
在时序逻辑电路中，只有当输入信号发生变化时，电路的状态
才会发生变化，因此输出状态相对稳定。
具有时序关系
03
时序逻辑电路中的信号存在时序关系，即各个信号之间存在时
间上的先后顺序。
时序逻辑电路分类
同步时序逻辑电路
异步时序逻辑电路
米利型时序逻辑电路
寄存器基本概念及分类
寄存器分类
根据功能和应用场景，寄存器 可分为通用寄存器、专用寄存 器和特殊功能寄存器等。
专用寄存器
具有特定功能，如累加器、堆 栈指针寄存器等。
寄存器定义
寄存器是时序逻辑电路中的一 种重要元件，用于存储二进制 数据。
通用寄存器
用于存储普通数据，如地址、 数值等。
特殊功能寄存器
时序逻辑电路的原理和应用
时序逻辑电路的原理和应用1. 什么是时序逻辑电路？时序逻辑电路是一种在数字电路中使用的电子电路，用于处理和存储时序数据。
与组合逻辑电路相比，时序逻辑电路具有存储功能，能够通过内部存储器存储前一时刻的输入状态，然后根据当前输入状态和存储状态，产生输出和更新存储状态。
时序逻辑电路一般由触发器和组合逻辑电路组成。
时序逻辑电路的核心是触发器，触发器是一种用于存储和反馈数据的元件。
触发器有多种类型，包括RS触发器、D触发器、T触发器等。
这些触发器通过连接和组合可以构成各种复杂的时序逻辑电路。
2. 时序逻辑电路的工作原理时序逻辑电路的工作原理可以通过以下步骤来说明：1.输入数据：时序逻辑电路接收外部输入的时序数据。
2.内部存储：时序逻辑电路中的触发器会存储前一时刻的输入状态。
3.组合逻辑：根据当前输入状态和存储状态，通过组合逻辑电路产生输出信号。
4.更新存储：输出信号会被反馈到触发器中，更新存储的状态。
5.输出数据：时序逻辑电路产生输出数据，并将其发送到下一个电路。
时序逻辑电路的重点在于存储和反馈数据的触发器，触发器的状态改变会引起整个电路的状态改变和输出信号的变化。
3. 时序逻辑电路的应用时序逻辑电路广泛应用于数字系统中，其应用包括但不限于以下几个方面：3.1 时钟电路时钟电路是时序逻辑电路中最常见的应用之一。
时钟信号作为整个系统的时序引导，其频率和占空比的稳定性直接影响着整个系统的工作性能。
时钟电路通常由振荡器和分频电路组成，用来产生稳定的时钟信号。
3.2 计数器计数器也是时序逻辑电路的典型应用。
计数器可以将输入的时序脉冲信号进行计数，并将计数结果输出。
计数器的种类有很多，包括二进制计数器、BCD计数器、上下计数器等。
3.3 移位寄存器移位寄存器是一种特殊的时序逻辑电路，可以将输入序列按照指定的方式进行平移和反转。
移位寄存器广泛应用于数据通信、显示驱动、图像处理等领域。
3.4 时序控制电路时序控制电路用于控制整个数字系统的操作顺序和时序关系。
电子技术应用《数电》教案
电子技术应用《数电》教案第一章：数字逻辑基础1.1 数字逻辑电路概述了解数字逻辑电路的基本概念和特点掌握数字逻辑电路的主要组成部分1.2 逻辑代数熟悉逻辑代数的基本原理和规则掌握逻辑代数的常用公式和运算法则1.3 逻辑门电路了解逻辑门电路的分类和功能掌握逻辑门电路的符号表示和真值表第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路的基本概念了解组合逻辑电路的特点和应用掌握组合逻辑电路的分析和设计方法2.2 常见的组合逻辑电路掌握编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等常见组合逻辑电路的工作原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法学习组合逻辑电路的设计方法和步骤练习组合逻辑电路的设计和仿真第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路的基本概念了解时序逻辑电路的特点和应用掌握时序逻辑电路的分析和设计方法3.2 常见的时序逻辑电路掌握触发器、计数器和寄存器等常见时序逻辑电路的工作原理和应用3.3 时序逻辑电路的设计方法学习时序逻辑电路的设计方法和步骤练习时序逻辑电路的设计和仿真第四章：数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真软件的使用熟悉数字电路仿真软件的功能和操作界面掌握数字电路仿真软件的基本操作和技巧4.2 组合逻辑电路的仿真与实验进行组合逻辑电路的仿真实验观察和分析实验结果，验证电路的功能和性能4.3 时序逻辑电路的仿真与实验进行时序逻辑电路的仿真实验观察和分析实验结果，验证电路的功能和性能第五章：数字电路应用实例5.1 数字电路设计实例学习数字电路的设计方法和步骤分析实例电路的功能和性能，理解电路的工作原理5.2 数字电路在实际应用中的应用了解数字电路在实际应用中的典型应用案例掌握数字电路在实际应用中的设计和应用方法第六章：数字电路设计与仿真软件6.1 常见数字电路设计软件概述了解常见的数字电路设计软件及其功能掌握至少一种数字电路设计软件的基本操作6.2 原理图绘制与仿真学习原理图的绘制方法进行原理图仿真实验，观察和分析实验结果6.3 代码编写与仿真学习数字电路代码的编写方法进行代码仿真实验，观察和分析实验结果第七章：数字电路测试与维护7.1 数字电路测试概述了解数字电路测试的目的和方法掌握数字电路测试的基本原理7.2 数字电路测试工具与仪器熟悉数字电路测试工具与仪器的作用和操作掌握至少一种测试工具与仪器的使用方法7.3 数字电路的维护与故障排除学习数字电路的维护方法掌握数字电路常见故障的排除方法第八章：数字控制系统简介8.1 数字控制系统的概念了解数字控制系统的组成和特点掌握数字控制系统与模拟控制系统的区别8.2 常见数字控制系统学习常见数字控制系统的原理和应用了解数字控制系统的发展趋势第九章：数字电路在通信技术中的应用9.1 数字通信概述了解数字通信的基本概念和优点掌握数字通信系统的基本组成9.2 数字电路在通信技术中的应用实例学习数字电路在通信技术中的典型应用案例掌握数字电路在通信技术中的应用方法第十章：数字电路在其他领域中的应用10.1 数字电路在计算机中的应用了解数字电路在计算机硬件中的作用掌握数字电路在计算机中的典型应用案例10.2 数字电路在工业自动化中的应用学习数字电路在工业自动化中的作用和应用了解数字电路在工业自动化领域的发展趋势10.3 数字电路在其他领域中的应用实例学习数字电路在其他领域的典型应用案例掌握数字电路在其他领域中的应用方法第十一章：数字电路与系统的优化11.1 数字电路与系统优化的目标了解数字电路与系统优化的目的和重要性掌握数字电路与系统优化的基本原则11.2 数字电路与系统的性能指标学习数字电路与系统的性能评价指标了解不同优化目标对电路性能的影响11.3 数字电路与系统的优化方法掌握数字电路与系统的常用优化方法学习如何进行电路与系统的性能优化设计第十二章：数字集成电路12.1 集成电路的基本概念了解集成电路的分类和特点掌握集成电路的基本组成和制作工艺12.2 数字集成电路的封装与测试学习数字集成电路的封装形式和工艺掌握数字集成电路的测试方法和流程12.3 集成电路的设计与验证了解集成电路设计的流程和步骤学习集成电路设计的工具和验证方法第十三章：现代数字电路技术进展13.1 深亚微米技术了解深亚微米技术的概念和发展趋势掌握深亚微米技术对数字电路的影响13.2 光电器件在数字电路中的应用学习光电器件的原理和特性掌握光电器件在数字电路中的应用案例13.3 新型数字电路技术展望了解新兴数字电路技术的研究方向学习新兴数字电路技术的潜在应用领域第十四章：数字电路项目的实践与案例分析14.1 数字电路项目实践流程学习数字电路项目的设计、实现和测试流程掌握数字电路项目实践中的关键环节14.2 数字电路项目案例分析分析具体的数字电路项目案例了解项目成功的原因和可以改进的地方掌握项目报告的交流和评价方式第十五章：数字电路在现代社会中的作用和影响15.1 数字电路在信息社会中的作用了解数字电路在信息处理、传输和存储中的关键作用掌握数字电路在现代通信系统中的应用15.2 数字电路对社会的潜在影响学习数字电路技术发展对社会的影响了解数字电路技术发展可能带来的社会挑战和机遇15.3 数字电路技术的未来发展趋势掌握数字电路技术发展的趋势和方向学习如何适应和应对数字电路技术的未来挑战重点和难点解析本文主要介绍了电子技术应用《数电》教案，内容涵盖了数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路仿真与实验、数字电路应用实例、数字电路设计与仿真软件、数字电路测试与维护、数字控制系统简介、数字电路在通信技术中的应用、数字电路在其他领域中的应用、数字电路与系统的优化、数字集成电路、现代数字电路技术进展、数字电路项目的实践与案例分析以及数字电路在现代社会中的作用和影响等十五个章节。
时序逻辑电路概述
00 0/0 10 0/0
0/0
01 11
0/1
如果每个无效状态在若干个时钟作用后 都能够转入有效状态，进入“有效循环”， 那么，称这个电路具有自启动能力；否则 电路就不具有自启动能力。
00 0/0 10 0/0
0/0
01 11
0/1
显然，当X=1时，电路实现的功能是四进制 加法计数器； 当X=0时，电路实现的功能是二进制计数器， 并且不具有自启动能力。
时序逻辑电路示意图
在时序逻辑电路中既包含输出信号只取决于输 入信号的门电路部分，又包含能实现存储功能 的触发器部分。
按照时序逻辑电路中触发器触发方式的 不同，时序逻辑电路可以分为:
同步时序逻辑电路
--所有的触发器共用一个时钟信号，各 个触发器状态变化都在该时钟信号的 作用下同时发生 .
异步时序逻辑电路
时序图 --描述在时钟源CP作用下时序逻辑电路的 状态及输出随输入和时间变化的波形，通 常指有效循环的波形图。
时序图清晰的描述了在输入和时钟源的 作用下，各个触发器状态的变化情况。Βιβλιοθήκη 数字电子技术基础谢谢观看！
状态表 --描述输入信号、输出信号、触发器态 和次态之间关系的表格。 将电路现态的各种取值代入状态方程和
输出方程中计算，求出相应的次态和输出。
时序逻辑电路状态表
X
/Z
0
00
00/0
0
01
11/0
0
10
10/0
0
11
01/1
1
00
01/0
1
01
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1
10
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1
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状态图 --描述触发器的动态行为，显示了触发器 如何根据当前所处的状态对不同的情况做 出反应。
时序逻辑电路计数器基础介绍
格雷码计数器：使用格雷码进行计数，避免计数过程中的错误
奇偶校验计数器：在计数过程中进行奇偶校验，提高计数的准确性
计数器的应用
01
电子设备：如计算机、手机等设备的计数功能
03
交通控制：如交通信号灯、停车场等设备的计数和控制功能
02
工业控制：如生产线、机器人等设备的计数和控制功能
04
科学实验：如科学研究、实验设备等设备的计数和控制功能
2
功能特点：定时、计数、显示
3
应用效果：提高交通效率，减少交通事故
4
生产线计数
可以帮助生产线管理人员及时发现生产过程中的问题
生产线计数器用于记录生产线上的产品数量
可以实时监控生产线的生产进度和效率
可以为生产计划和生产调度提供数据支持
设计方法：使用硬件描述语言（HDL）进行描述和设计
设计验证：使用仿真工具进行仿真和验证，确保计数器功能正确
04
计数器设计注意事项
确定计数器的类型和功能
考虑计数器的功耗和面积，优化设计
设计计数器的测试方法和验证方法
确定计数器的工作频率和时钟信号
设计计数器的结构，包括触发器、计数器、输出等
设计计数器的输入和输出逻辑，包括复位、置位、计数等
时序逻辑电路广泛应用于各种电子设备，如计算机、通信设备、控制系统等。
时序逻辑电路的分类
同步时序逻辑电路：由统一的时钟信号控制，所有触发器在同一时刻发生变化
异步时序逻辑电路：没有统一的时钟信号，触发器根据各自的输入信号发生变化
组合逻辑电路：没有记忆功能，输出仅取决于当前输入
顺序逻辑电路：具有记忆功能，输出不仅取决于当前输入，还取决于之前的输入和状态
演讲人
01.
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同步输入 电 平
0
1
1
0
1
0
1
1
按电路输出与输入的关系可将时序电路分为mealy型和moore 型两种类型。 若电路输出（Y1，Y2，…，Yj）是输入（X1，X2，…，Xn） 和现态（Q1，Q2，…，Qp）的函数，称为Mealy型时序逻辑电路。 即 Y ( t n ) F [ X ( t n ), Q ( t n )]
x/y Q
n
Q
n+1
Q n /y
x Q
n+1
/y
4．时间图 时间图又称为波形图，将输入信号、输出信号和电路状态等 信息在各时刻的对应关系以波形的形式描述出来，直观的反映 了电路的转换关系。
3.1时序线路概述
3.1.1 时序逻辑电路的结构 (1) 数字逻辑电路由两部分组成
组合逻辑电路，简称组合电路。 时序逻辑电路，简称时序电路。 (2) 电路结构 组合电路是：电路某一时刻的输出（Z1，…，Zm） 仅仅决定于该时刻的输入（x1，…，xn），而与以前 各时刻的输入无关。 时序电路是：路某一时刻的输出（Z1，…，Zm） 不仅决定于该时刻的输入（x1，…，xn），还与前一 时刻的状态 (y1，…，ys) 有关。
按电路的工作方式可将时序电路分为同步时序 逻辑电路和异步时序逻辑电路两种类型。在研究同 步时序逻辑电路时，通常把时钟信号当成一个默认 的时间基准，而不作为输入信号处理。
按输入信号的特性分为脉冲输入和电平输入两 类。两类信号的波形如图3.1.4所示
时钟脉冲 (C P ) 同步输入 脉 冲 0 1 1 0 1 0 1 1
若电路输出（Y1，Y2，…，Yj）只是现态（Q1，Q2，…，Qp） 的函数，则称为Moore型时序逻辑电路。即
Y ( t n ) F [ Q ( t n )]
若电路以其状态作为输出，即没有专门的外部输出信号时， 可将其看作moore型电路。
X 组合逻辑电路
Q1
W1 存储电路 Wk
…
…
Qp
CP Y 组合电路
1．逻辑函数表达式
从图3.1.1的电路模型可以看出，要完整地描述一 个时序逻辑电路，需要用输出函数、激励函数、次 态函数三组逻辑函数表达式。 输出函数表达式描述了电路的输出Y与输入X和 电路现态Qn之间的关系。 激励函数表达式又称为控制函数，或称驱动方 程。描述了存储电路的输入W与电路输入X和电路现 态Qn之间的关系。 次态函数则描述了时序电路的次态Qn+1与触发 器激励W和电路现态Qn之间的关系。
Qn
Q n+1
y
Qn
Q n + 1 /y
mealy型电路状态表格式
moore型电路状态表格式
3．状态图 状态图又称为状态转移图，是描述时序电路状态转移规律及 相应输入、输出关系的有向图。图中用圆圈表示电路的状态， 连接圆圈的有向线段表示电路状态的转移关系。有向线段的起 点表示现态，终点表示次态。Mealy型电路状态图的有向线段 旁边标注发生该转换的输入条件及在该输入和现态条件下的输 出，如图3.1.6所示。Moore型电路状态图则将输出标注在圆圈 内，如图3.1.7所示。 若有向线段起止于同一状态，表示在该输入下，电路状态保 持不变。 用状态图描述时序电路的逻辑功能具有形象、直观等优点， 是时序电路分析和设计的主要工具。
时序电路，它是由组合电路和存储电路两部分 组成，存储电路是必须有的。
根据时序线路的框图,有：
①输入变量xr； ②状态输出函数yj； ③输出函数zi； ④控制函数wc。
时序线路的两组输出可用下列逻辑表达式描述：
时序电路和组合电路的区别:
3.1.2
时序逻辑电路的分类
为了使同步时序逻辑电路稳定、可靠地工作， 要求时钟脉冲的宽度必须保证触发器可靠翻转， 频率则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。否则电路状态变 化将发生混乱。
2．状态表
状态表是状态转移表的简称，它是一张反映 同步时序逻辑电路的输出y、次态Qn+1与电路输 入x、现态Qn之间关系的表格，因此能完全描述 同步时序逻辑电路的功能。对于时序电路的两种 类型，状态表的格式稍有差别，如表3.1.1和表 3.1.2所示。
次 现态 输入 x 态 输出
现态 输入 x 次 态 /输 出
mealy型电路
moore型电路
3.1.3
同步时序逻辑电路的描述方法
对电路进行描述是研究一个电路的基础。研究组 合逻辑电路时，我们借助于逻辑函数表达式、真值 表、卡诺图等描述手段。时序逻辑电路存在存储元 件，因而描述方法和工具有所不同，除采用逻辑函 数表达式外，通常还采用状态表、状态图、时间图 （又称为波形图）等描述方法。