同步时序逻辑电路：激励与输出函数详解

在第五章《确定激励函数和输出函数 - 同步时序逻辑电路》中，主要内容围绕同步时序逻辑电路的分析和设计展开。时序逻辑电路与组合逻辑电路的主要区别在于它们是否具有存储部件，如触发器，以及工作模式的不同。同步时序逻辑电路的关键特点是所有触发器都受一个统一时钟控制，只有在时钟信号到来时，电路的状态才会发生变化，时钟本身不作为输入处理，而是作为电路操作的时间基准。 章节首先介绍了时序逻辑电路的基本概念，包括电路结构、分类和描述方法。电路结构包括组合电路和存储电路，其中存储电路的核心是触发器，它们决定了电路的时序行为。分类上，时序逻辑电路根据工作方式分为同步和异步，根据输入/输出关系又区分成Mealy型和Moore型，前者输出仅依赖于当前状态，后者则输出同时依赖于当前输入和状态。 在描述方法上，重点讲解了三种表达方式：输出函数表达式（描述输出与输入和状态的关系）、激励（控制）函数表达式（描述存储电路输入与电路状态的关系）以及次态函数表达式（决定电路新状态的函数）。此外，还提及了状态表和状态图，Mealy型电路的状态表表示现态和次态/输出，而Moore型电路的状态表则表示现态和下一个状态，以及相应的输出。状态图则以图形形式直观展示状态转移和输入/输出关系。 举例部分，如例5.14所示的二进制状态表和T触发器的激励表，展示了如何通过表格来计算激励函数和输出函数。通过这些表格，可以清晰地看到输入信号（x）、当前状态（y）和新状态（y(n+1)/Z或y(n+1)）之间的关系。 本章深入剖析了同步时序逻辑电路的内部工作机制，以及如何通过不同的数学工具和图表来理解和设计这类电路。这对于理解和应用数字逻辑设计至关重要，无论是对于理论研究还是实际项目开发都有着重要的指导意义。