IC驗證必備的數字電路基礎知識（三）：時序邏輯電路

參考教材：數字電路與邏輯設計（第2版）邬春明

目錄

1. 邊沿觸發器（D觸發器）

2. 時序電路描述/構成

3. 時序邏輯電路的功能描述方法

1. 邊沿觸發器（D觸發器）

組合邏輯電路掌管了電路中的邏輯運算，基本單元是與或非門。而時序邏輯電路則掌管了電路中資料的存儲。觸發器就是構成時序邏輯電路的基本單元。

D觸發器是最常用的觸發器，其中主要信号如下圖。

RD非，SD非分别是異步複位和異步置位信号。異步的意思就是不管CP（時鐘脈沖），直接可以決定輸出Q，兩個都是低有效信号，分别為0的時候，Q分别為0（被R複位）和1（被S置位）。隻有當RD非和SD非都為1的時候，D觸發器才能正常運轉，D觸發器又稱為跟随觸發器，輸出跟着輸入走（當CP上升沿到達的時候判斷）。

2. 時序電路描述/構成

組合邏輯電路的輸出隻與輸入有關，而如果将部分輸出遷回去作為部分輸入，那麼輸出就不僅與輸入有關，還與原來的狀态（原來的輸出）有關，這就變成了時序邏輯電路。

Qn+1不僅與X有關，還與Qn有關，這就是時序邏輯電路

時序邏輯電路的分類：

按照觸發器變化是否同步分為了同步時序電路和異步時序電路。同步時序電路中的觸發器都跟随時鐘同步變化，而異步時序電路中沒有統一的時鐘。

已知時序電路的輸出與上一狀态有關，那麼再根據是否與輸入有關又可以分為米裡型（Mealy）和摩爾型（Moore）。米裡型與輸入有關，而摩爾型與輸入無關（記憶：摩爾型的輸出與爾等輸入無關）。

3. 時序邏輯電路的功能描述方法

已知組合邏輯電路可以通過五種方式來描述其功能，分别是邏輯表達式，真值表，電路圖，卡諾圖，波形圖。而時序邏輯電路則有邏輯表達式，波形圖，狀态遷移表，狀态轉移圖。

狀态轉換表每一行對應了一個狀态的轉換。x和Qn是輸入和現态，Qn+1和Y是次态和輸出。

 狀态表和狀态轉移表大同小異。

 狀态圖是通過一種可視性強的方法來描述狀态的轉化。

總結：

數字電路的知識中，掌握上述部分已經足夠應對後續的知識。後面會根據學習的深入再進行補充。