一、 同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法
同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)是分析的逆過(guò)程,其任務(wù)是根據(jù)實(shí)際邏輯問(wèn)題的要求，設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)給定邏輯功能的電路。主要介紹用觸發(fā)器和門電路設(shè)計(jì)同步時(shí)序邏輯電路的方法。
設(shè)計(jì)步驟：
1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求和給定條件，進(jìn)行邏輯抽象，得出電路的原始狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖或轉(zhuǎn)換表。
①
分析給定的邏輯問(wèn)題，確定輸入變量、輸出變量及該電路應(yīng)包含的狀態(tài)，并用字母a、b、c…或s0、s1、s2 …等表示；
②
分別以上述狀態(tài)為現(xiàn)態(tài)，考察在每一個(gè)可能的輸入組合作用下，應(yīng)轉(zhuǎn)入哪個(gè)狀態(tài)及相應(yīng)的輸出；
2、狀態(tài)化簡(jiǎn)---如有等價(jià)狀態(tài)則合并之
等價(jià)狀態(tài)—在原始狀態(tài)圖中，如有兩個(gè)或兩個(gè)以上的狀態(tài)，在相同的條件下，不僅有相同的輸出，而且向同一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，則這些狀態(tài)是等價(jià)的，可以合并。
3、狀態(tài)分配（狀態(tài)編碼）
根據(jù)電路包含的m個(gè)狀態(tài)，確定觸發(fā)器的類型和數(shù)目n?！遪個(gè)觸發(fā)器共有2n種狀態(tài)組合，∴取
2n-1＜m＜2n
其次，要給每個(gè)電路狀態(tài)規(guī)定對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器狀態(tài)組合，每組觸發(fā)器的狀態(tài)組合都是一組二值代碼，所以，該過(guò)程又稱狀態(tài)編碼。
4、求出電路的狀態(tài)方程、激勵(lì)方程和輸出方程。
5、根據(jù)得到的方程式畫出邏輯圖。
6、檢查設(shè)計(jì)的電路能否自啟動(dòng)。
例.
設(shè)計(jì)一個(gè)帶有進(jìn)位輸出端的十三進(jìn)制計(jì)數(shù)器.
①建立原始狀態(tài)圖、②狀態(tài)化簡(jiǎn)、③狀態(tài)分配：n=4、④選觸發(fā)器，求時(shí)鐘、輸出、狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)方程：q3*=q3q2'+q2q1q0,q2*=q3'q2q1'+q3'q2q0'+q2'q1q0,q1*=q1'q0+q1q0'，q0*=q3'q0'+q2'q0',c=q3q2、⑤畫電路圖、⑥檢查電路能否自啟動(dòng)
若選用4個(gè)jk觸發(fā)器，需將狀態(tài)方程變換成jk觸發(fā)器特性方程的標(biāo)準(zhǔn)形式，
即q*=jq′+k′q,找出驅(qū)動(dòng)方程。
比較得到觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程：
j3=q2q1q0,k3=q2；j2=q1q0,k2=(q3'(q1q0)')'；j1=q0,k1=q0；j0=(q3q2)',k0=1。
二、 時(shí)序邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)—冒險(xiǎn)現(xiàn)象
分為兩類：
由組合邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)—冒險(xiǎn)所引起。產(chǎn)生的輸出脈沖噪聲不僅影響整個(gè)電路的輸出，還可能使存儲(chǔ)電路產(chǎn)生誤動(dòng)作。
如果存儲(chǔ)電路中觸發(fā)器的輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)在狀態(tài)變化時(shí)配合不當(dāng)，也可能導(dǎo)致觸發(fā)器誤動(dòng)作。
時(shí)序邏輯電路由觸發(fā)器和組合邏輯電路組成，時(shí)序邏輯電路的輸出不僅與輸入有關(guān)，而且還與電路原來(lái)的狀態(tài)有關(guān)。時(shí)序邏輯電路的工作狀態(tài)由觸發(fā)器存儲(chǔ)和表示。
時(shí)序邏輯電路按時(shí)鐘控制方式不同分為同步時(shí)序邏輯電路和異步時(shí)序邏輯電路。前者所有觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端
cp 連在一起，在同一個(gè)時(shí)鐘脈沖 cp 作用下，凡具備翻轉(zhuǎn)條件的觸發(fā)器在同一時(shí)刻翻轉(zhuǎn)。后者時(shí)鐘脈沖 cp
只觸發(fā)部分觸發(fā)器，其余觸發(fā)器由電路內(nèi)部信號(hào)觸發(fā)，因此，其觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)不在同一輸入時(shí)鐘脈沖作用下同步進(jìn)行。
描述時(shí)序電路邏輯功能的方法有邏輯圖、狀態(tài)方程、驅(qū)動(dòng)方程、輸出方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖等。
時(shí)序邏輯電路分析的關(guān)鍵是求出狀態(tài)方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表，然后由此分析時(shí)序邏輯電路的功能。
計(jì)數(shù)器是快速記錄輸入脈沖個(gè)數(shù)的部件。按計(jì)數(shù)進(jìn)制分有：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)增減分有：加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和加/減計(jì)數(shù)器；按觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是否同步分有：同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器除了用于計(jì)數(shù)外，還常用于分頻、定時(shí)等。
中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器功能完善、使用方便靈活。功能表是其正確使用的依據(jù)。利用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器可很方便地構(gòu)成n
進(jìn)制(任意進(jìn)制)計(jì)數(shù)器。其主要方法為：(1) 用同步置零端或置數(shù)端獲得 n 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。這時(shí)應(yīng)根據(jù) sn-1 對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼寫反饋函數(shù)。(2)
用異步置零端或置數(shù)端獲得 n 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。這時(shí)應(yīng)根據(jù) sn
對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼寫反饋函數(shù)。(3)需要擴(kuò)大計(jì)數(shù)器容量時(shí)，可將多片集成計(jì)數(shù)器進(jìn)行級(jí)聯(lián)。
寄存器主要用以存放數(shù)碼。移位寄存器不但可存放數(shù)碼，還能對(duì)數(shù)碼進(jìn)行移位操作。移位寄存器有單向移位寄存器和雙向移位寄存器。集成移位寄存器使用方便、功能全、輸入和輸出方式靈活，功能表是其正確使用的依據(jù)。移位寄存器常用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串并行轉(zhuǎn)換，構(gòu)成環(huán)形計(jì)數(shù)器、扭環(huán)計(jì)數(shù)器和順序脈沖發(fā)生器等。