引例
時序的概念并不僅僅限制在數(shù)字系統(tǒng)。例如一部在四層大樓里運轉的電梯就可以認為是一個時序部件。來自（包括電梯內和每層樓的）控制面板的輸入信號和它當前（1，2，3或4）樓層位置決定電梯的運行。電梯必須“記住”當前位置以決定下一個樓層的轉換。因此，定義“現(xiàn)態(tài)（present state）”描述電梯現(xiàn)在所處樓層位置，同時也記住了樓層轉換的歷史。例如，電梯現(xiàn)態(tài)可能是“3層向上”，這一定不同于“3層向下”。電梯的“次態(tài)（next state）”,即電梯下一層的位置是由現(xiàn)態(tài)和輸入（包括電梯內和每層樓的控制面板的控制按鈕）決定的。如果電梯在“3層向下”，它就會響應“2層向下”的請求而忽略“2層向上”的請求。一旦次態(tài)決定了，通過給電梯的驅動系統(tǒng)發(fā)送命令確定了“狀態(tài)轉換（state transition）”,驅動系統(tǒng)就會使電梯到達一個新的樓層。
現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、輸入和狀態(tài)轉換等概念都是研究時序邏輯電路的基礎。
一、 時序邏輯電路的基本結構及特點
時序邏輯電路（簡稱時序電路）在任一時刻的輸出信號不僅與當時的輸入信號有關，而且還與電路原來的狀態(tài)有關，因此，時序邏輯電路中必須含有存儲電路，由它將某一時刻之前的電路狀態(tài)保存下來。存儲電路可用延遲元件組成，也可用觸發(fā)器構成。本章只討論由觸發(fā)器構成存儲電路的時序電路。
時序電路的基本結構框圖如上圖，從總體上看它由組合電路和存儲電路兩部分組成，其中 
是時序電路的輸入信號，
是存儲電路的輸出信號，它被反饋到組合電路的輸入端，與輸入信號共同決定時序邏輯電路的輸出狀態(tài)。 
是時序電路的輸出信號， 
是存儲電路的輸入信號。這些信
號之間的邏輯關系可以表示為：
時序電路的結構框圖
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輸出方程 |
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驅動方程 |
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狀態(tài)方程 |
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其中： 
是現(xiàn)態(tài)， 
是次態(tài)
因此總結時序電路的特點：
l 時序邏輯電路由組合電路和存儲電路組成。
l 時序邏輯電路存在反饋，因而電路的工作狀態(tài)與時間因素有關，即時序電路的輸出由電路的輸入和電路原來的狀態(tài)共同決定。
二、 時序邏輯電路的分類
三、 時序邏輯電路功能的描述方法：
l 邏輯方程式：根據(jù)時序電路的結構圖，寫出時序電路的輸出方程，驅動方程和狀態(tài)方程，由此可以描述時序電路的邏輯功能。
l 狀態(tài)表：反映時序電路輸出，次態(tài)和電路輸入以及現(xiàn)態(tài)之間的對應取值關系。如
狀態(tài)表的讀法：處在現(xiàn)態(tài) 
的時序電路，當輸入 
時,該電路將進入輸出為 
的次態(tài) 
。
l 狀態(tài)圖：反映適于邏輯電路狀態(tài)轉換規(guī)律及相應輸入，輸出取值關系的圖形。
圖例：
時序電路的狀態(tài)圖
l 時序圖：時序電路的工作波形圖。直觀地描述時序電路的輸入信號、時鐘信號、輸出信號及電路的狀態(tài)轉換等在時間上的對應關系。
四、 時序電路的分析
時序電路的分析就是根據(jù)給定的時序邏輯電路圖，通過分析，求出其輸出Z的變化規(guī)律，以及電路狀態(tài)Q的轉換規(guī)律，進而說明該時序電路的邏輯功能和工作特性。
1. 分析時序邏輯電路的一般步驟
² 根據(jù)給定的邏輯圖中寫出每個觸發(fā)器的驅動方程（即存儲電路中每個觸發(fā)器輸入信號的邏輯函數(shù)式）
² 把得到的這些驅動方程代入相應觸發(fā)器的特性方程，得出每個觸發(fā)器的狀態(tài)方程，從而得到由這些狀態(tài)組成的整個時序電路的狀態(tài)方程組
² 根據(jù)邏輯圖寫出電路的輸出方程
2. 時序邏輯電路的狀態(tài)轉換表，狀態(tài)轉換圖和時序圖
由于電路每一時刻的狀態(tài)都和電路的歷史情況有關，因此只簡單的得出驅動方程，狀態(tài)方程和輸出方程，還不能獲得電路邏輯功能的完整印象。由此，如果把電路在一系列時鐘信號作用下狀態(tài)轉換的全部過程找出來，則電路的邏輯功能便可一目了然了。用于描述時序電路狀態(tài)轉換全部過程的方法有狀態(tài)轉換表、狀態(tài)轉換圖和時序圖等幾種。
² 狀態(tài)轉換表：若將任何一組輸入變量及電路初態(tài)的取值代入狀態(tài)方程和輸出方程，即可算出電路的次態(tài)和現(xiàn)態(tài)下的輸出值；以得到的次態(tài)作為新的初態(tài)，和這時的輸入變量取值一起再代入狀態(tài)和輸出方程進行計算，又得到一組新的初態(tài)和輸出值。如此繼續(xù)下去，把全部的計算結果列成真值表的形式，就得到了狀態(tài)轉換表
² 狀態(tài)轉換圖：為了以更加形象的方式直觀的顯示出時序電路的邏輯功能，可以進一步把狀態(tài)轉換表的內容表示成狀態(tài)轉換圖的形式。其方法是：在狀態(tài)轉換圖中以圓圈表示電路的各個狀態(tài)，以箭頭表示狀態(tài)轉換的方向。同時，還在箭頭旁注明了狀態(tài)轉換前的輸入變量取值和輸出值。通常將輸入變量取值寫在斜線以上，將輸出值寫在斜線以下。
² 時序圖：為便于用實驗觀察的方法檢查時序電路的邏輯功能，還可以將狀態(tài)轉換表的內容畫成時間波形形式。在時鐘脈沖序列作用下，電路狀態(tài)、輸出狀態(tài)隨時間變化的波形圖叫做時序圖。
3. 分析實例：
² 例1：分析圖示時序電路
解：分析過程如下：
（1）寫出各邏輯方程式：這是一個同步時序電路，各觸發(fā)器CP信號的邏輯表達式可以不寫
u 輸出方程： 
u 驅動方程： 
u 將驅動方程代入相應JK觸發(fā)器的特性方程，求得各觸發(fā)器的次態(tài)方程為 
（2）列狀態(tài)表。畫狀態(tài)圖和時序圖
列狀態(tài)表是分析時序電路關鍵性的一步，其具體做法：將所有輸入變量和所有觸發(fā)器的狀態(tài)變量均當作變量，列出所有可能的變量組合作為初始值，再將這些初始值逐一代入狀態(tài)轉移方程和輸出方程，得出各個觸發(fā)器的狀態(tài)以及輸出值，填入狀態(tài)轉移表。為了方便和不致遺漏，一般將初始值按二進制順序逐條列出，逐一代入輸出方程和狀態(tài)方程，將結果填入相應位置。本題中包括輸入變量x和 
共三個變量，也就是說共八種輸入組合。
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根據(jù)狀態(tài)表可以畫出狀態(tài)圖，它展示的電路狀態(tài)變化的規(guī)律是：
若輸入信號x=0，當現(xiàn)態(tài) 
時，則當前輸出Z=0，在一個CP脈沖作用后，電路轉向次態(tài) 
；當 
時，則Z=0，在CP作用后， 
；當 
時，則Z=0，在CP作用后， 
；當 
時，則Z=1，在CP作用后， 
。
若輸入信號x=1，電路狀態(tài)轉換的方向則與上述方向相反。
（3）時序圖
設電路的初始狀態(tài)為 
，根據(jù)狀態(tài)表和狀態(tài)圖，可畫出在一系列CP脈沖作用下，電路的時序圖
（4）邏輯功能分析
從該例的狀態(tài)表可以看出，此電路是一個可控計數(shù)器。當x=0時，進行加法計數(shù)，在時鐘脈沖作用下， 
的數(shù)值從00到11遞增，每經過4個時鐘脈沖作用后，電路的狀態(tài)循環(huán)一次。同時在Z端輸出一個進位脈沖，因此Z是進位信號。當x=1是，進行減1計數(shù)，Z是借位信號。
² 例2：分析圖示時序邏輯電路
（注：分析異步時序電路時，觸發(fā)器只有在加到其CP端上的信號有效時，才能改變狀態(tài)，否則觸發(fā)器將保持原有狀態(tài)不變。因此，在考慮各觸發(fā)器狀態(tài)改變時，除考慮驅動信號的情況外，還必須考慮其CP 端的情況。）
解：因為該電路沒有統(tǒng)一時鐘，屬異步時序
（1）寫出各邏輯方程式
u 各觸發(fā)器的時鐘信號的邏輯方程：
CP0 =CP（時鐘脈沖源），上升沿觸發(fā)。
CP1=Q0，僅當Q0由0→1時，Q1才可能改變狀態(tài)，否則Q1將保持原有狀態(tài)不變。
u 輸出方程： 
u 驅動方程： 
u 各觸發(fā)器的次態(tài)方程
（CP由0→1時此式有效）
（Q0 0→1有效）
（2）列狀態(tài)表，畫狀態(tài)圖和時序圖
列狀態(tài)表方法與同步時序電路相似，只是還應注意各觸發(fā)器CP端的狀況，本例是上升沿有效，所以可在狀態(tài)表中增加各觸發(fā)器CP端的狀況，無上升沿作用時CP用0表示。
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Z |
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0 |
0 |
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1 |
1 |
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0 |
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1 |
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0 |
1 |
0 |
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（3）邏輯功能分析：
由狀態(tài)表和時序圖可知，此電路是一個異步四進制減法計數(shù)器，Z是借位信號。也可以把該電路看作一個序列信號發(fā)生器。輸出序列脈沖信號Z的重復周期為4Tcp，脈寬為1Tcp 。