同步时序逻辑电路：激励函数与输出设计

第五章同步时序逻辑电路在数字逻辑设计中占有重要地位，主要关注如何确定激励函数和输出函数。该章节首先介绍了时序逻辑电路的基本概念，它区别于组合逻辑电路的关键在于是否包含存储部件，如触发器，以及是否存在统一时钟的控制。同步时序逻辑电路在此类别中，其特点是所有触发器都由同一个时钟信号同步，只有在时钟上升沿或下降沿时，电路的状态才会发生改变，且时钟本身不作为输入信号处理。 5.1节重点讲解了时序逻辑电路的结构，包括组合电路和存储电路。组合电路没有存储功能，仅依赖当前输入和电路内部逻辑关系决定输出；而存储电路则包含存储状态，输出不仅取决于当前输入，还与之前的状态有关。时序电路根据工作方式分为同步和异步两类，前者有统一时钟控制，后者则没有。此外，电路还可按照输入/输出关系进一步分类为Mealy型和Moore型，Mealy型电路的输出直接取决于当前输入和电路状态，而Moore型电路的输出则是基于当前状态独立于输入。 电路的描述方法主要包括函数表达式（输出函数、激励函数和次态函数）、状态表、状态图以及时间图。输出函数表达式描绘了电路的输出与输入的关系，激励函数则描述了存储电路的输入与电路整体输入和状态的关联，次态函数则确定了电路在接收到激励后的下一状态。状态表是通过列出各种输入组合和相应的输出状态，清晰地展示电路的行为。状态图以图形形式展示了状态转移的过程和输入/输出关系。时间图则直观地展示输入和输出在时间上的变化关系。 在实际应用中，设计者需熟练掌握这些工具和方法，以便准确理解和设计复杂的同步时序逻辑电路，确保电路的正确性和可靠性。理解并掌握同步时序电路是深入学习数字逻辑设计不可或缺的部分，对于实现高效、稳定的电子系统具有重要意义。