數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)_1.ppt

1、2008年3月，在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化室，編寫(xiě)了數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)講座課件。2008年3月，盧編著的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化室主要教學(xué)內(nèi)容：2 .試驗(yàn)45個(gè)小型數(shù)字系統(tǒng)；1.數(shù)字系統(tǒng)的學(xué)習(xí)要點(diǎn)；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(shè)備稱(chēng)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(yùn)行的系統(tǒng)，無(wú)論其大小如何，都被稱(chēng)為數(shù)字系統(tǒng)。一個(gè)沒(méi)有控制器并且不能按照程序運(yùn)行的電路，不管它的大小如何(比如大容量存儲(chǔ)器)，都不能被稱(chēng)為一個(gè)系統(tǒng)，而只能稱(chēng)為一個(gè)組件。陸2008年3月在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化室編寫(xiě)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(wù)是傳輸數(shù)據(jù)、計(jì)算和判斷數(shù)據(jù)。(2

2、)控制器的主要任務(wù)：確保數(shù)據(jù)處理器按照正確的時(shí)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法。(4)數(shù)據(jù)處理器有多種處理數(shù)據(jù)的形式，沒(méi)有統(tǒng)一的模型，所以通常以列和表的形式設(shè)計(jì)。(5)同步時(shí)序電路，陸2008年3月在EDA室編寫(xiě)；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(hào)轉(zhuǎn)換和同步處理；2)輸出接口：輸出整個(gè)系統(tǒng)的各種信號(hào)；3)數(shù)據(jù)處理器；4)控制器，陸2008年3月在EDA室編寫(xiě)，(1)數(shù)據(jù)處理器的組成：組合網(wǎng)絡(luò)、寄存器組和控制網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理器模型，陸2008年3月在EDA室編寫(xiě)，(2)詳細(xì)列表(操作表和狀態(tài)變量)，2008年3月由陸在EDA室編寫(xiě)，(3)控制器的功

3、能，(1)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)算任務(wù)，必須有一個(gè)算法，控制器用來(lái)指定步驟2)控制器在決定算法步驟時(shí)必須具有記憶能力，因此它是一個(gè)時(shí)序電路，應(yīng)該包括記憶。盧2008年3月在EDA室編寫(xiě)，組合邏輯網(wǎng)絡(luò)，外部輸入控制信號(hào)，外部輸出控制信號(hào)，狀態(tài)寄存器，C，當(dāng)前狀態(tài)，激勵(lì)信號(hào)，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(shí)序寄存器和解碼器。陸2008年3月3日在EDA會(huì)議室編寫(xiě)。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(jī)圖；陸編著，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)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(lái)安排計(jì)算步驟，

4、與電路的時(shí)序沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此不能作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。ASM圖與時(shí)序有關(guān)，時(shí)序是設(shè)計(jì)控制器和處理器的基礎(chǔ)。魯2008年3月在EDA室寫(xiě)的；5.ASM圖符號(hào)、狀態(tài)框、判斷框和條件框；陸2008年3月在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化室完成；陸2008年3月在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化室完成；6.自動(dòng)機(jī)械模塊；(2)(1)ASM塊表示系統(tǒng)在一個(gè)時(shí)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(shí)鐘沿完成。A0和R0在同一時(shí)鐘沿完成。并且在T2狀態(tài)的有效時(shí)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(xiě)。ASM圖的建立，原則1:在算法的起點(diǎn)安排一個(gè)狀態(tài)；原則

5、2:狀態(tài)必須用于分離不能同時(shí)實(shí)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(yīng)該在它們之間安排一個(gè)狀態(tài)。從EDA室陸2008年3月編寫(xiě)的算法流程圖ASM圖中，說(shuō)明：(1)原理2，EDA室陸2008年3月編寫(xiě)，EDA室陸2008年3月編寫(xiě)，(2)原理3，當(dāng)從算法流程圖轉(zhuǎn)換為ASM圖時(shí)，需要在圖12 . 3 . 16 A 1后插入一個(gè)方框來(lái)判斷數(shù)值。2.實(shí)驗(yàn)45小型數(shù)字系統(tǒng)，2。實(shí)驗(yàn)45任務(wù)改變說(shuō)明：P219 T1左右的燈每盞換一盞，不循環(huán)。(強(qiáng)制)當(dāng)有三個(gè)左右燈時(shí)，按100，110，111，000循環(huán)(可選)。題目：某型汽車(chē)尾燈控制電路，作者：陸2008年3月在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化室。設(shè)計(jì)

6、要求：(必須完成)(1)尾燈在空閑時(shí)關(guān)閉。(2)當(dāng)按下左轉(zhuǎn)鍵時(shí)，L=1，左Z車(chē)燈打開(kāi)。當(dāng)L=0時(shí)，所有的左尾燈熄滅。(3)當(dāng)按下右轉(zhuǎn)鍵時(shí)，R=1，Y右燈亮。R=0后，所有右尾燈熄滅。(4)按下報(bào)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(shí)，警告信號(hào)具有最高優(yōu)先級(jí)。注：汽車(chē)手動(dòng)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(guò)機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)沒(méi)有必要考慮空閑鍵的存在。題目：某型汽車(chē)尾燈控制電路，作者：陸2008年3月在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化室。設(shè)計(jì)要求：(1)尾燈在怠速時(shí)關(guān)閉。(2)當(dāng)按下左轉(zhuǎn)鍵時(shí)，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(guān)閉。(3)當(dāng)按下右轉(zhuǎn)鍵時(shí)，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(bào)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(shí)，警告信號(hào)具有最高優(yōu)先級(jí)。選編：2008年3月，盧編著，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化室。得到項(xiàng)目后，你在設(shè)計(jì)前應(yīng)該做什么？1.仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)要求。2.利用網(wǎng)絡(luò)查找汽車(chē)尾燈信息。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)了解汽車(chē)尾燈的工作原理及其用途。從而建立正確的設(shè)計(jì)方案。3.你也可以和開(kāi)車(chē)的人交談，最好是全職老司機(jī)，通過(guò)交談了解汽車(chē)尾燈的常識(shí)。強(qiáng)調(diào)你永遠(yuǎn)不要把世界上的任何事情視

8、為理所當(dāng)然，而是要用科學(xué)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(xiě)道，汽車(chē)尾燈設(shè)計(jì)前應(yīng)確立兩個(gè)概念：一是汽車(chē)照明系統(tǒng)與汽車(chē)系統(tǒng)無(wú)關(guān)，是否有照明系統(tǒng)不影響汽車(chē)運(yùn)行。第二：了解汽車(chē)尾燈的使用。只有清楚地理解這兩點(diǎn)，才能正確地設(shè)計(jì)汽車(chē)尾燈控制系統(tǒng)。2008年3月，在EDA室編寫(xiě)了魯。汽車(chē)輔助知識(shí)：1。汽車(chē)通用系統(tǒng)。它指的是左腳踩下的踏板，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩與驅(qū)動(dòng)輪分離并結(jié)合起來(lái)。它是指右手移動(dòng)的檔位，可以通過(guò)改變傳動(dòng)比來(lái)調(diào)節(jié)速度。2008年3月，在EDA室編寫(xiě)了魯。2.汽車(chē)電路系統(tǒng)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照明系統(tǒng)在整個(gè)汽車(chē)電路系統(tǒng)中是一個(gè)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(jī)的駕駛狀態(tài)；2)指示汽車(chē)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(huì)議室編寫(xiě)。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(mén)燈)，陸2008年3月在EDA室編寫(xiě)，(2)車(chē)外組合燈、寬度指示燈(小燈)介紹；遠(yuǎn)光燈和近光燈(前照燈)；霧燈；方向燈；剎車(chē)燈；倒車(chē)燈；警示燈(或雙跳燈)；2008年3月，魯編，EDA室；5.汽車(chē)尾燈的位置；6.汽車(chē)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(dāng)按下左轉(zhuǎn)鍵時(shí)

10、，L=1，左車(chē)燈閃爍。當(dāng)L=0時(shí)，所有的左尾燈熄滅。(3)當(dāng)按下右轉(zhuǎn)鍵時(shí)，R=1，Y右車(chē)燈閃爍。R=0后，所有右尾燈熄滅。(4)按下報(bào)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(shí)，警告信號(hào)具有最高優(yōu)先級(jí)。2008年3月，魯編著，EDA室；第二個(gè)方案：2008年3月，魯編著，EDA室；兩種方案的比較：?jiǎn)栴}P373 12.82008年3月，魯編著，EDA室；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：說(shuō)明：汽車(chē)手動(dòng)鑰匙有三級(jí)：左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和怠速，其中怠速鑰匙為空擋，通過(guò)機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)無(wú)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(lì)方程：(每種狀態(tài)一個(gè))，2008年3月，由陸編制，EDA室，輸出方程3360。2008年3月，在EDA室編寫(xiě)，2008年3月，在EDA室編寫(xiě)，用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾燈控制器，庫(kù)IEEE-(計(jì)數(shù)器5)使用IEEE。標(biāo)準(zhǔn)_邏輯_1164。全部；使用IEEE。標(biāo)準(zhǔn)_邏輯_算術(shù)。全部；使用IEEE。STD_LOGIC_UNSIGNED。全部；實(shí)體kzq是標(biāo)準(zhǔn)邏輯中的端口(clk，clr:標(biāo)準(zhǔn)邏輯中的JG :z，Y :輸出標(biāo)準(zhǔn)_邏輯)；結(jié)束kzqkzq的架構(gòu)a是類(lèi)型statetype是(S0，S1，S2，S3)；信號(hào)present_state，next _ state :statetyp

12、e信號(hào)x : TD _ logic _ vector(1 down to 0)；2008年3月，在EDA室寫(xiě)的2008年開(kāi)始x=L，狀態(tài)_組合：過(guò)程(present _ state，jg，L，r)開(kāi)始格u present _ state是當(dāng)s0=z=0時(shí)；Y=0。如果JG=1，下一個(gè)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(gè)州=S3；結(jié)束if；結(jié)束if；魯2008年3月在EDA室寫(xiě)的，=Z時(shí)Z=1；Y=1。next _ state=S0結(jié)束案例；結(jié)束進(jìn)程狀態(tài)_梳狀；陸2008年3月在EDA室編寫(xiě)，state _ clk:進(jìn)程(clk，clr)開(kāi)始，如果clr=1則present _ state=s0elsif (clkevent AND clk=1)，則present _ stat