時(shí)序邏輯電路是數(shù)字邏輯電路的重要組成部分,時(shí)序邏輯電路又稱(chēng)時(shí)序電路,主要由存儲(chǔ)電路和組合邏輯電路兩部分組成。它和我們熟悉的其他電路不同,其在任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)由當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)和電路原來(lái)的狀態(tài)共同決定,而它的狀態(tài)主要是由存儲(chǔ)電路來(lái)記憶和表示的。
時(shí)序邏輯電路其任一時(shí)刻的輸出不僅取決于該時(shí)刻的輸入,而且還與過(guò)去各時(shí)刻的輸入有關(guān)。常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路有觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、寄存器等。
數(shù)字電路根據(jù)邏輯功能的不同特點(diǎn),可以分成兩大類(lèi),一類(lèi)叫組合邏輯電路(簡(jiǎn)稱(chēng)組合電路),另一類(lèi)叫做時(shí)序邏輯電路(簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)序電路)。組合邏輯電路在邏輯功能上的特點(diǎn)是任意時(shí)刻的輸出僅僅取決于該時(shí)刻的輸入,與電路原來(lái)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。而時(shí)序邏輯電路在邏輯功能上的特點(diǎn)是任意時(shí)刻的輸出不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào),而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài),或者說(shuō),還與以前的輸入有關(guān)。
數(shù)字集成電路是將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)字集成電路中包含的門(mén)電路或元、器件數(shù)量,可將數(shù)字集成電路分為小規(guī)模集成(SSI)電路、中規(guī)模集成MSI電路、大規(guī)模集成(LSI)電路、超大規(guī)模集成VLSI電路和特大規(guī)模集成(ULSI)電路。
在數(shù)字電路中,凡是任一時(shí)刻的穩(wěn)定輸出不僅決定于該時(shí)刻的輸入,而且還和電路原來(lái)狀態(tài)有關(guān)者都叫時(shí)序邏輯電路。時(shí)序邏輯電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-41所示。時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)是靠具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器所組成的存儲(chǔ)電路來(lái)記憶和表征的。
組合邏輯電路可以有若個(gè)輸入變量和若干個(gè)輸出變量,其每個(gè)輸出變量是其輸入的邏輯函數(shù),其每個(gè)時(shí)刻的輸出變量的狀態(tài)僅與當(dāng)時(shí)的輸入變量的狀態(tài)有關(guān),與本輸出的原來(lái)狀態(tài)及輸入的原狀態(tài)無(wú)關(guān),也就是輸入狀態(tài)的變化立即
在Verilog HDL語(yǔ)言中,時(shí)序邏輯電路使用always語(yǔ)句塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如,實(shí)現(xiàn)一個(gè)帶有異步復(fù)位信號(hào)的D觸發(fā)器如下。例1:帶異步復(fù)位的D觸發(fā)器1。wire Din;wire clock,rst;reg Dout;always @ (posedge clock or negedge rs