UPD17003AGF 交通灯控制系统

发布时间:2019/10/25 20:59:09 访问次数:794

UPD17003AGF运用寄存器传输语言设计举例,用寄存器传输语言描述一个数字系统的硬件结构和操作程序称为硬件结构描述过程,简称硬件程序。寄存器传输语言中,一个语句表示数字系统所处的状态。控制函数是控制单元发出的命令,而操作则说明数据处理单元要进行的微操作。因此,可以用一组寄存器传输语言描述一个数字系统。如果设计的系统比较简单时,可以根据要求直接描写它的硬件程序,如果问题比较复杂,可先画出系统的简单框图或ASM图,以帮助编写硬件描述程序。

语言描述,下面仍然以10.2.2节的交通灯控制系统为例,说明用寄存器传输语言的设计过程。

例10.3.1 用寄存器传输语言描述交通灯控制系统。

解:根据图10,2.7所示交通灯的ASM图可以看出,每个状态对应寄存器传输语言中的一步,系统共有四个状态,分别用sO、s1、s2和S3表示。ASM图中的输出用输入输出语句表示,判断框用条件转移语句表示。交通灯控制系统的寄存器传输语言描述如下

sO: hgC(-1, FR(-1

if(rL ・s=1)then C(-0

s1: fry←1, J.`fe(~1

if(rY=1)then C(~o

s2: hrIR(-1, FG(-1

if(rs+s=1)then C(-0

S3: hrIR(-1, Fy(~1

if(rY=1)then C(~o

执行第一个语句时,sO=1,sl、s2、s3均为0,其他语句依此类推。

以上语句中为方便起见,均以逻辑代数中的符号“+”及“・”代替“∨”和“∧”符号。

根据寄存器语言的描述来实现电路,控制单元电路,为了使交通灯能按要求的时间顺序进行工作,必须按严格的次序和时间发送相应的控制信号。交通灯控制系统共有4个状态,所以选用一个触发器对应一个状态的方法,即Q0=s0,Ol=sl,Q2=s2,03=s3,这种一个状态使用一个触发器的方法,是一种常用方法,虽然使用触发器较多,但触发器的激励函数和输出均变得简单。图10.3.2所示为交通灯控制单元电路。它由四个触发器构成,它们的时钟脉冲信号端C1均与系统时钟脉冲信号CP直接相连。每个状态变化由时钟脉冲信号上升沿触发,它们的输出分别是S。、S1、s2和S3,初始状态由ReseJ端设置,ReseJ接至触发器FF。的S端和触发器FF1、FF2、FF3的R端,以保证初始状态s0=1,sl、s2、S3均为0。

逻辑函数产生器,根据8选1数据选择器输出与输人的关系式(4.4.7)有式中mi是地址选择输入端s2、s1、sO构成的最小项。数据输入作为控制信号,当DJ=1时,其对应的最小项祝氵在表达式中出现,当Di=0时,对应的最小项就不出现。利用这一点将函数变换成最小项表达式,函数的变量接入地址选择输入端,就可以实现组合逻辑函数。