时序逻辑电路(Sequential Circuit)¶
简介¶
组合逻辑电路中有两件事情我们没有涉及:
- 电路过去的状态——电路未来的记忆
- 事件发生的情况下,电路才会输出
引入记忆存储器(存储状态,就是 0/1 ),成为时序逻辑电路。
组合电路的作用:根据(存储器存储的)组合电路目前的状态,确定组合电路下一个时间的(将要存储的)状态,和核心的输出。
信息的存储——触发器¶
触发器(Trigger):存储一个二进制 bit ,利用门电路。
idea¶
利用正反馈来实现存储。 例如:两个反向器正反相连;输入和输出一样。如果你问我输出是什么?那我得知道刚才的输入是什么。
根据电压曲线的交,因此输出必然是出现在 0/1 (中间的交点是不稳定的)。即使外界没有输入,放进去一个 0 就会是 0 ,放进去一个 1 就会是 1 。
例:RS锁存器¶
图。
RD 是 Reset Direct,SD 是 Set Direct
RD = 1 --> Q = 0
SD = 1 --> Q' = 0
它们回复到 0 的时候,仍然可以保留电路的输出。
SD 和 RD 不应当均为 1,这是矛盾的。
注:回环的逻辑电路只能在锁存器内部出现!
真值表:输入包括 Q,输出则用下一时刻的 Q* 来表示。SD RD 同为 1 的话是一个混乱、矛盾的状态。
因为同时撤离的时候,结果就不定了(两个信号出现了竞争状态,谁跑的快就是谁)。
动作特点¶
在任何时刻,输入都可以直接改变输出的状态。
这条可以,也需要控制。
画波形图的时候,假设初始的输出是 0 。
例:电平触发的 SR 锁存器¶
组合逻辑电路的竞争冒险现象可能会出现毛刺,从而不可逆地改变我们的存储的数据。
引入 CLK 信号——输入控制门。
如果 CLK = 0 ,那么锁存器处在保持状态,那么就不会让 S、R 的改变影响存储的状态。
如果 CLK = 1 (高电平),就变成普通的 SR 锁存器
(在框里面)控制:C1,被控制 1S,1R。
没有圈:高电平触发;有圈:低电平触发。
错误的输入的时候,像上面一样,仍然会导致混乱的输出。
动作特点¶
在 CLK = 1 的时刻,输入都可以改变输出的状态。
在 CLK = 1 之间,Q 和 Q' 可以可以多次翻转。
异步的概念¶
再引入 S'D 和 R'D,直接控制锁存器,不需要与 CLK 同步。
(框图里面)S 和 R