引例
时序的概念并不仅仅限制在数字系统。例如一部在四层大楼里运转的电梯就可以认为是一个时序部件。来自（包括电梯内和每层楼的）控制面板的输入信号和它当前（1，2，3或4）楼层位置决定电梯的运行。电梯必须“记住”当前位置以决定下一个楼层的转换。因此，定义“现态（present state）”描述电梯现在所处楼层位置，同时也记住了楼层转换的历史。例如，电梯现态可能是“3层向上”，这一定不同于“3层向下”。电梯的“次态（next state）”,即电梯下一层的位置是由现态和输入（包括电梯内和每层楼的控制面板的控制按钮）决定的。如果电梯在“3层向下”，它就会响应“2层向下”的请求而忽略“2层向上”的请求。一旦次态决定了，通过给电梯的驱动系统发送命令确定了“状态转换（state transition）”,驱动系统就会使电梯到达一个新的楼层。
现态、次态、输入和状态转换等概念都是研究时序逻辑电路的基础。
一、 时序逻辑电路的基本结构及特点
时序逻辑电路（简称时序电路）在任一时刻的输出信号不仅与当时的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关，因此，时序逻辑电路中必须含有存储电路，由它将某一时刻之前的电路状态保存下来。存储电路可用延迟元件组成，也可用触发器构成。本章只讨论由触发器构成存储电路的时序电路。
时序电路的基本结构框图如上图，从总体上看它由组合电路和存储电路两部分组成，其中 
是时序电路的输入信号，
是存储电路的输出信号，它被反馈到组合电路的输入端，与输入信号共同决定时序逻辑电路的输出状态。 
是时序电路的输出信号， 
是存储电路的输入信号。这些信
号之间的逻辑关系可以表示为：
时序电路的结构框图
|
输出方程 |
|
|
驱动方程 |
|
|
状态方程 |
|
其中： 
是现态， 
是次态
因此总结时序电路的特点：
l 时序逻辑电路由组合电路和存储电路组成。
l 时序逻辑电路存在反馈，因而电路的工作状态与时间因素有关，即时序电路的输出由电路的输入和电路原来的状态共同决定。
二、 时序逻辑电路的分类
三、 时序逻辑电路功能的描述方法：
l 逻辑方程式：根据时序电路的结构图，写出时序电路的输出方程，驱动方程和状态方程，由此可以描述时序电路的逻辑功能。
l 状态表：反映时序电路输出，次态和电路输入以及现态之间的对应取值关系。如
状态表的读法：处在现态 
的时序电路，当输入 
时,该电路将进入输出为 
的次态 
。
l 状态图：反映适于逻辑电路状态转换规律及相应输入，输出取值关系的图形。
图例：
时序电路的状态图
l 时序图：时序电路的工作波形图。直观地描述时序电路的输入信号、时钟信号、输出信号及电路的状态转换等在时间上的对应关系。
四、 时序电路的分析
时序电路的分析就是根据给定的时序逻辑电路图，通过分析，求出其输出Z的变化规律，以及电路状态Q的转换规律，进而说明该时序电路的逻辑功能和工作特性。
1. 分析时序逻辑电路的一般步骤
² 根据给定的逻辑图中写出每个触发器的驱动方程（即存储电路中每个触发器输入信号的逻辑函数式）
² 把得到的这些驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出每个触发器的状态方程，从而得到由这些状态组成的整个时序电路的状态方程组
² 根据逻辑图写出电路的输出方程
2. 时序逻辑电路的状态转换表，状态转换图和时序图
由于电路每一时刻的状态都和电路的历史情况有关，因此只简单的得出驱动方程，状态方程和输出方程，还不能获得电路逻辑功能的完整印象。由此，如果把电路在一系列时钟信号作用下状态转换的全部过程找出来，则电路的逻辑功能便可一目了然了。用于描述时序电路状态转换全部过程的方法有状态转换表、状态转换图和时序图等几种。
² 状态转换表：若将任何一组输入变量及电路初态的取值代入状态方程和输出方程，即可算出电路的次态和现态下的输出值；以得到的次态作为新的初态，和这时的输入变量取值一起再代入状态和输出方程进行计算，又得到一组新的初态和输出值。如此继续下去，把全部的计算结果列成真值表的形式，就得到了状态转换表
² 状态转换图：为了以更加形象的方式直观的显示出时序电路的逻辑功能，可以进一步把状态转换表的内容表示成状态转换图的形式。其方法是：在状态转换图中以圆圈表示电路的各个状态，以箭头表示状态转换的方向。同时，还在箭头旁注明了状态转换前的输入变量取值和输出值。通常将输入变量取值写在斜线以上，将输出值写在斜线以下。
² 时序图：为便于用实验观察的方法检查时序电路的逻辑功能，还可以将状态转换表的内容画成时间波形形式。在时钟脉冲序列作用下，电路状态、输出状态随时间变化的波形图叫做时序图。
3. 分析实例：
² 例1：分析图示时序电路
解：分析过程如下：
（1）写出各逻辑方程式：这是一个同步时序电路，各触发器CP信号的逻辑表达式可以不写
u 输出方程： 
u 驱动方程： 
u 将驱动方程代入相应JK触发器的特性方程，求得各触发器的次态方程为 
（2）列状态表。画状态图和时序图
列状态表是分析时序电路关键性的一步，其具体做法：将所有输入变量和所有触发器的状态变量均当作变量，列出所有可能的变量组合作为初始值，再将这些初始值逐一代入状态转移方程和输出方程，得出各个触发器的状态以及输出值，填入状态转移表。为了方便和不致遗漏，一般将初始值按二进制顺序逐条列出，逐一代入输出方程和状态方程，将结果填入相应位置。本题中包括输入变量x和 
共三个变量，也就是说共八种输入组合。
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
根据状态表可以画出状态图，它展示的电路状态变化的规律是：
若输入信号x=0，当现态 
时，则当前输出Z=0，在一个CP脉冲作用后，电路转向次态 
；当 
时，则Z=0，在CP作用后， 
；当 
时，则Z=0，在CP作用后， 
；当 
时，则Z=1，在CP作用后， 
。
若输入信号x=1，电路状态转换的方向则与上述方向相反。
（3）时序图
设电路的初始状态为 
，根据状态表和状态图，可画出在一系列CP脉冲作用下，电路的时序图
（4）逻辑功能分析
从该例的状态表可以看出，此电路是一个可控计数器。当x=0时，进行加法计数，在时钟脉冲作用下， 
的数值从00到11递增，每经过4个时钟脉冲作用后，电路的状态循环一次。同时在Z端输出一个进位脉冲，因此Z是进位信号。当x=1是，进行减1计数，Z是借位信号。
² 例2：分析图示时序逻辑电路
（注：分析异步时序电路时，触发器只有在加到其CP端上的信号有效时，才能改变状态，否则触发器将保持原有状态不变。因此，在考虑各触发器状态改变时，除考虑驱动信号的情况外，还必须考虑其CP 端的情况。）
解：因为该电路没有统一时钟，属异步时序
（1）写出各逻辑方程式
u 各触发器的时钟信号的逻辑方程：
CP0 =CP（时钟脉冲源），上升沿触发。
CP1=Q0，仅当Q0由0→1时，Q1才可能改变状态，否则Q1将保持原有状态不变。
u 输出方程： 
u 驱动方程： 
u 各触发器的次态方程
（CP由0→1时此式有效）
（Q0 0→1有效）
（2）列状态表，画状态图和时序图
列状态表方法与同步时序电路相似，只是还应注意各触发器CP端的状况，本例是上升沿有效，所以可在状态表中增加各触发器CP端的状况，无上升沿作用时CP用0表示。
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
0 |
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
（3）逻辑功能分析：
由状态表和时序图可知，此电路是一个异步四进制减法计数器，Z是借位信号。也可以把该电路看作一个序列信号发生器。输出序列脉冲信号Z的重复周期为4Tcp，脉宽为1Tcp 。