时序逻辑电路是指能够存储先前的输入状态,并根据特定的时序顺序来控制输出的逻辑电路。时序逻辑电路一般由多个模块组成,这些模块包含了触发器、寄存器、计数器、状态机等。
触发器是时序逻辑电路最基本的构件之一,它是一种存储设备,能够存储单个二进制位的电信号。触发器可以分为SR触发器、D触发器、JK触发器等几种类型。触发器的输出可以通过逻辑门进行控制,从而实现电路的存储作用。
在时序逻辑电路中,触发器常用于存储状态信息。例如,一个4位二进制计数器可以由4个D触发器组成。
寄存器是一种存储数据的设备,由若干个触发器组成。与触发器不同的是,寄存器可以存储多个二进制位的电信号。寄存器常用于存储数据寄存器、地址寄存器等,通常由多个D触发器级联得到。
在时序逻辑电路中,寄存器用于存储系统中的数据和状态信息。例如,一个CPU中的寄存器可以存储当前指令的地址、操作数等信息。
计数器是由若干个触发器组成的计数模块,用于执行计数操作。计数器可以是二进制计数器、BCD计数器、或者其他类型的计数器。计数器的作用是用于表示已经处理过的数据量或状态量。例如,一个计数器可以用来记录CPU中已经执行的指令数。
状态机是一种特殊的电路模块,它可以根据输入信号和当前状态信息,在有限的状态集合中进行状态跃迁,并输出相应的控制信号。状态机可以分为同步状态机和异步状态机两种类型。状态机的作用是在特定的时间点控制电路的转移和执行不同的操作。例如,一个状态机可以实现电梯的控制,以及处理和响应外部输入事件。