sn74als641a-1ns方法现代数字系统的设计常采用自上而下的设计方法。自上而下设计方法的设计步骤是:明确所要设计系统的逻辑功能一→确定实现系统功能的算法,画出系统方框图一→设计数据处理单元一)设计控制单元。

asm图是数字系统自上而下设计方法中经常采用的设计工具,它是指数字系统控制算法的流程图,可以将语言描述的设计问题变成时序流程图的描述,从而获得状态函数或输出函数,得出相应的硬件电路。

寄存器传输语言也是数字系统自上而下设计方法中采用的设计工具,它可以将系统技术要求与硬件电路实现之间建立一一对应关系,并能完整地描述数字系统内数据的有序流动和处理.

数字系统的实现方法有多种,这里介绍了采用通用集成逻辑器件和采用可编程逻辑器件两种方法。采用通用集成逻辑器件是传统的、成熟的实现方法。采用可编程逻辑器件时,用户可以将设计的数字系统,用图形输入方式或硬件描述语言方式或两者的混合方式,输入到开发系统,生成编程用的je-dec文件,编程到芯片中c Ⅴer山g hdl是常用的硬件描述语言,采用veriloghdl可以简化数字系统的实现过程。

算法状态机,初始状态为几的数字系统,有两个控制信号x和y,当.yy=10时,寄存器r加1,系统转到第二个状态rl。如果xy=01时,寄存器r清零,同时系统从几转到第三个状态几。其他情况下系统处于初始状态几。试画出该数字系统的asm图。

10.2.2 一个数字系统的数据处理单元由触发器e和f、4位二进制计数器为以及必要的门电路组成。计数器的各位为44、a3、a2、a1。系统开始处于初始状态,当信号s=0时,系统保持在初始状态;当信号s=1时,计数器⒕和触发器f清零。从下一个时钟脉冲开始,计数器进行加1计数,直到系统操作停止。a4和a3的值决定了系统的操作顺序。

当a3=0时,触发器e清零,计数器继续计数。

当a3=1时,触发器e置1,并检测到a4,a4=0时,继续计数;当a4=1时,触发器f置1,并停止计数,回到系统初始状态。

试画出该系统的asm图。

画出该系统控制单元的状态图,并用d触发器及必要的门电路设计控制单元。

用一个触发器一个状态方法实现图题10.2.3所示的asm图。

一个数字系统控制单元的状态图如图题10.2.4所示,试画出等效的asm图(状态框是空的),并用d触发器和数据选择器实现控制单元电路。

数字系统的asm图如图题10.2.5所示,试设计系统的控制单元电路。画出系统的状态转换图。

用verilog hdl描述其工作过程。(提示:数字锁系统的示意图如图题10.4,2所示,由于开锁过程比较简单,所以没有划分控制单元和处理单元。lo、zi、i2用于低位到高位设置密码,另外三个输人端re、eⅡ、胞中,re是复位端,当re=1时,系统复位进人初始状态。e7⒎是控制开关,kj是数据输人端,当按一下en键en=1时,从k0端输人一个数码,再按一下en键,再送一个数码,直到将三个数码送完为止。每输人一个数据都要同原设定的密码比较,依次从低位到高位。若相等则准各接收下一位数码,若不相等系统应进人错误状态。输人数码的位数也是开锁的条件。当输人数码的位数和位值与相应密码都相等时,系统发出开锁信号,yn=1,锁被打开,否则,er表示开锁过程错误。初态,直到三个数码全部送完为止。)

为保密起见,中间错误状态不显示,并且不能返回开始时r键使跑表为零初始状态。在r键无效的时候,按一下s键则计时器开始计时,在此计时状态下,按一下s键暂停计时,再按一下s键则继续计时,并且这一过程可由s键控制重复进行。如果在暂停状态按一下r键,跑表被清零。

如果在计时状态下,按ˉ一下r键则暂停计时,再按一下r键则继续计时,并且这一过程也。f由r键控制重复进行^'当按r键使计时暂停时,再按s键不起作用。

要求跑表的计时范围为0.01s~59 min 59.99s,计时精度为10 ms;跑表的输出能够直接驱动共阳极7段数码管显示ˇ输人信号的频率为100 fiz,画出跑表的结构框图。

画出控制单元的asm图及状态图。

用vcrilog hidl描述跑表的功能。

设p=3i-y(x和y均为不带符号的二进制数)。若p=0,将y送到寄存器c中。否则将寄存器c清零。试用rtl表达该系统的工作。

用可编程逻辑器件实现数字系统

设计一个可以控制计数功能的计数器,当x=0时,计数器以二进制数序列000、001、010、011、100、101、110、111计数并重复。当x=1时,计数器以格雷码序列000、001、011、010、110、111、101、100计数并重复,要求:

画出计数器的状态图和asm图.

用Ⅴenlog hdl描述系统的工作过程。

设计一个简单的3位二进制数字密码锁,控制房门的打开,当接收到的串行输人数码与原设定的密码相同时,发出开锁信号,锁被打开。要求:画出系统的asm图。

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