數(shù)字系統(tǒng)實驗_1.ppt

1、2008年3月，在電子設計自動化室，編寫了數(shù)字系統(tǒng)實驗講座課件。2008年3月，盧編著的電子設計自動化室主要教學內(nèi)容：2 .試驗45個小型數(shù)字系統(tǒng)；1.數(shù)字系統(tǒng)的學習要點；1.徹底理解數(shù)字系統(tǒng)的含義。能夠傳輸、處理和處理數(shù)字信息的電子設備稱為數(shù)字系統(tǒng)。系統(tǒng)和組件之間的區(qū)別：任何包含控制器并能根據(jù)程序運行的系統(tǒng)，無論其大小如何，都被稱為數(shù)字系統(tǒng)。一個沒有控制器并且不能按照程序運行的電路，不管它的大小如何(比如大容量存儲器)，都不能被稱為一個系統(tǒng)，而只能稱為一個組件。陸2008年3月在電子設計自動化室編寫的數(shù)字系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理器和控制器組成：(1)數(shù)據(jù)處理器的主要任務是傳輸數(shù)據(jù)、計算和判斷數(shù)據(jù)。(2

2、)控制器的主要任務：確保數(shù)據(jù)處理器按照正確的時間順序有序地處理數(shù)據(jù)。(3)控制器具有統(tǒng)一的模型和標準設計方法。(4)數(shù)據(jù)處理器有多種處理數(shù)據(jù)的形式，沒有統(tǒng)一的模型，所以通常以列和表的形式設計。(5)同步時序電路，陸2008年3月在EDA室編寫；2)透徹理解數(shù)字系統(tǒng)的一般模型，1)輸入接口：完成信號轉(zhuǎn)換和同步處理；2)輸出接口：輸出整個系統(tǒng)的各種信號；3)數(shù)據(jù)處理器；4)控制器，陸2008年3月在EDA室編寫，(1)數(shù)據(jù)處理器的組成：組合網(wǎng)絡、寄存器組和控制網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)處理器模型，陸2008年3月在EDA室編寫，(2)詳細列表(操作表和狀態(tài)變量)，2008年3月由陸在EDA室編寫，(3)控制器的功

3、能，(1)要實現(xiàn)一個計算任務，必須有一個算法，控制器用來指定步驟2)控制器在決定算法步驟時必須具有記憶能力，因此它是一個時序電路，應該包括記憶。盧2008年3月在EDA室編寫，組合邏輯網(wǎng)絡，外部輸入控制信號，外部輸出控制信號，狀態(tài)寄存器，C，當前狀態(tài)，激勵信號，控制器模型，C=F(S，Q)，Qn 1=G(S，q) 2)使用數(shù)據(jù)選擇器，時序寄存器和解碼器。陸2008年3月3日在EDA會議室編寫。數(shù)字系統(tǒng)描述工具，1)框圖；2)算法流程圖；3)算法狀態(tài)機圖；陸編著，電子設計自動化室，2008年3月。4.算法流程圖和ASM圖的區(qū)別。算法流程圖：一般用于表示算法，算法只是按照算法的順序來安排計算步驟，

4、與電路的時序沒有對應關系，因此不能作為設計的依據(jù)。ASM圖與時序有關，時序是設計控制器和處理器的基礎。魯2008年3月在EDA室寫的；5.ASM圖符號、狀態(tài)框、判斷框和條件框；陸2008年3月在電子設計自動化室完成；陸2008年3月在電子設計自動化室完成；6.自動機械模塊；(2)(1)ASM塊表示系統(tǒng)在一個時鐘周期內(nèi)的狀態(tài)；(ASM塊中的所有操作都在相同的有效時鐘沿完成。A0和R0在同一時鐘沿完成。并且在T2狀態(tài)的有效時鐘沿完成。如果E=1，則發(fā)出CLRA和CLRR命令。如果E=0，則僅發(fā)出CLRA命令。，陸2008年3月7日在EDA室寫。ASM圖的建立，原則1:在算法的起點安排一個狀態(tài)；原則

5、2:狀態(tài)必須用于分離不能同時實現(xiàn)的寄存器傳輸操作；原則3:如果判斷受到寄存器操作的影響，應該在它們之間安排一個狀態(tài)。從EDA室陸2008年3月編寫的算法流程圖ASM圖中，說明：(1)原理2，EDA室陸2008年3月編寫，EDA室陸2008年3月編寫，(2)原理3，當從算法流程圖轉(zhuǎn)換為ASM圖時，需要在圖12 . 3 . 16 A 1后插入一個方框來判斷數(shù)值。2.實驗45小型數(shù)字系統(tǒng)，2。實驗45任務改變說明：P219 T1左右的燈每盞換一盞，不循環(huán)。(強制)當有三個左右燈時，按100，110，111，000循環(huán)(可選)。題目：某型汽車尾燈控制電路，作者：陸2008年3月在電子設計自動化室。設計

6、要求：(必須完成)(1)尾燈在空閑時關閉。(2)當按下左轉(zhuǎn)鍵時，L=1，左Z車燈打開。當L=0時，所有的左尾燈熄滅。(3)當按下右轉(zhuǎn)鍵時，R=1，Y右燈亮。R=0后，所有右尾燈熄滅。(4)按下報警鍵后，JG=1，所有左右燈變成跳燈，即閃爍。JG=0停止閃爍。同時，警告信號具有最高優(yōu)先級。注：汽車手動鑰匙有三檔，即左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和怠速。其中，空閑鍵是中性的，通過機械方式實現(xiàn)，因此在設計電路時沒有必要考慮空閑鍵的存在。題目：某型汽車尾燈控制電路，作者：陸2008年3月在電子設計自動化室。設計要求：(1)尾燈在怠速時關閉。(2)當按下左轉(zhuǎn)鍵時，L=1，Z1Z2Z3的左前照燈根據(jù)Z1Z2Z3=100，11

7、0，111，000循環(huán)。ZZ=0后，所有左尾燈關閉。(3)當按下右轉(zhuǎn)鍵時，R=1，Y1Y2Y3的右前照燈按照Y1Y2Y3=100，110，111，000循環(huán)，ZZ=0后，所有的左尾燈熄滅。(4)按下報警鍵后，JG=1，所有左右燈變成跳燈，即閃爍。JG=0停止閃爍。同時，警告信號具有最高優(yōu)先級。選編：2008年3月，盧編著，電子設計自動化室。得到項目后，你在設計前應該做什么？1.仔細閱讀設計要求。2.利用網(wǎng)絡查找汽車尾燈信息。通過網(wǎng)絡了解汽車尾燈的工作原理及其用途。從而建立正確的設計方案。3.你也可以和開車的人交談，最好是全職老司機，通過交談了解汽車尾燈的常識。強調(diào)你永遠不要把世界上的任何事情視

8、為理所當然，而是要用科學的態(tài)度觀察和分析事情，這樣才能得到正確的答案。2008年3月，魯在EDA Room寫道，汽車尾燈設計前應確立兩個概念：一是汽車照明系統(tǒng)與汽車系統(tǒng)無關，是否有照明系統(tǒng)不影響汽車運行。第二：了解汽車尾燈的使用。只有清楚地理解這兩點，才能正確地設計汽車尾燈控制系統(tǒng)。2008年3月，在EDA室編寫了魯。汽車輔助知識：1。汽車通用系統(tǒng)。它指的是左腳踩下的踏板，將發(fā)動機輸出的扭矩與驅(qū)動輪分離并結(jié)合起來。它是指右手移動的檔位，可以通過改變傳動比來調(diào)節(jié)速度。2008年3月，在EDA室編寫了魯。2.汽車電路系統(tǒng)，隨著科學技術的發(fā)展，照明系統(tǒng)在整個汽車電路系統(tǒng)中是一個很小的系統(tǒng)。陸編著，E

9、DA室，2008年3月3日。照明系統(tǒng)的用途，(1)內(nèi)部用途：照明，(2)外部用途：1)解釋司機的駕駛狀態(tài)；2)指示汽車在夜間和霧天的位置；3)夜間道路照明。，陸2008年3月4日在EDA會議室編寫。照明系統(tǒng)介紹，(1)室內(nèi)照明和儀表燈介紹；閱讀燈；行李箱燈；其他燈(如門燈)，陸2008年3月在EDA室編寫，(2)車外組合燈、寬度指示燈(小燈)介紹；遠光燈和近光燈(前照燈)；霧燈；方向燈；剎車燈；倒車燈；警示燈(或雙跳燈)；2008年3月，魯編，EDA室；5.汽車尾燈的位置；6.汽車尾燈操縱桿原理；3.2008年，魯編著，EDA室；3.2008年，魯編著，EDA室；2000 (2)當按下左轉(zhuǎn)鍵時

10、，L=1，左車燈閃爍。當L=0時，所有的左尾燈熄滅。(3)當按下右轉(zhuǎn)鍵時，R=1，Y右車燈閃爍。R=0后，所有右尾燈熄滅。(4)按下報警鍵后，JG=1，所有左右燈變成跳燈，即閃爍。JG=0停止閃爍。同時，警告信號具有最高優(yōu)先級。2008年3月，魯編著，EDA室；第二個方案：2008年3月，魯編著，EDA室；兩種方案的比較：問題P373 12.82008年3月，魯編著，EDA室；系統(tǒng)結(jié)構圖：說明：汽車手動鑰匙有三級：左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和怠速，其中怠速鑰匙為空擋，通過機械方式實現(xiàn)，因此在設計電路時無需考慮怠速鑰匙的存在。2008年3月，由陸編制，EDA室，ASM圖：ASM圖：2008年3月，由陸編制，ED

11、A室，求解激勵方程：(每種狀態(tài)一個)，2008年3月，由陸編制，EDA室，輸出方程3360。2008年3月，在EDA室編寫，2008年3月，在EDA室編寫，用VHDL語言實現(xiàn)汽車尾燈控制器，庫IEEE-(計數(shù)器5)使用IEEE。標準_邏輯_1164。全部；使用IEEE。標準_邏輯_算術。全部；使用IEEE。STD_LOGIC_UNSIGNED。全部；實體kzq是標準邏輯中的端口(clk，clr:標準邏輯中的JG :z，Y :輸出標準_邏輯)；結(jié)束kzqkzq的架構a是類型statetype是(S0，S1，S2，S3)；信號present_state，next _ state :statetyp

12、e信號x : TD _ logic _ vector(1 down to 0)；2008年3月，在EDA室寫的2008年開始x=L，狀態(tài)_組合：過程(present _ state，jg，L，r)開始格u present _ state是當s0=z=0時；Y=0。如果JG=1，下一個州=S3；elsif JG=0如果x=“00”，則next _ state=S0elsif x=01 然后next _ state=S2；elsif x=10 然后next _ state=S1；否則下一個州=S3；結(jié)束if；結(jié)束if；魯2008年3月在EDA室寫的，=Z時Z=1；Y=1。next _ state=S0結(jié)束案例；結(jié)束進程狀態(tài)_梳狀；陸2008年3月在EDA室編寫，state _ clk:進程(clk，clr)開始，如果clr=1則present _ state=s0elsif (clkevent AND clk=1)，則present _ stat