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数字逻辑数字系统设计例
第七章 数字系统设计 数字系统的基本模型 例 设计一个十字路口交通灯控制系统。东西道为主道,南北道为副道。如果东西道(EW)及南北道(NS)均有车,则东西道每次通行60秒(绿灯),南北道每次通行40秒(绿灯)。如果仅有一个通道有车,则禁止无车通道(红灯);如果两通道均无车,则禁止南北道。通道转换时,两通道均需停车3秒(黄灯)。 第七章 数字系统设计 大规模数字系统从逻辑上可划分为控制电路和运算电路两部分。 数字系统设计步骤: 第一步:确定系统逻辑功能; 第二步:确定系统方案; 第三步:对系统进行逻辑划分; 第四步:设计运算电路和控制电路。 控制单元 控制信号 状态信号 控制流 数据流 数字逻辑子系统 输入接口 外部输出的控制信号 外部输入的控制信号 输入信息 输出信息 时钟 输入接口 输出接口 信息处理单元 输出接口 信息处理单元 控制单元 输入信息 输出信息 状态信号 控制信号 外部控制信号 数字系统的描述工具: 1.方框图 矩形框表示子系统或模块;带箭头的直线表示子系统或模块之间的信息通路;箭头指示信息的传输方向。 寄存器操作或输出 输入条件 0 1 2.时间图 3.算法状态机(ASM) 寄存器操作或条件输出 矩形框:表示系统所处的某个状态; 菱形框:为判别框,描述在输入作用下系统从当前状态转入下一状态的路径; 椭圆形框:为条件框,框内的寄存器操作和输出只有在条件满足时才发生。 ASM块:一个状态框和若干个判别框、条件框组成一个状态单元,称为ASM块。 4.寄存器传送语言(RTL) 常见的微操作: 寄存器传送微操作、算术微操作、逻辑微操作、移位微操作等。 变量定义: 监测器 定时器 定时器使能 输出灯光信号 NSCAR TM60 ENTM60 NSRed EWCAR TM40 ENTM40 NSGeen TM3 ENTM3 NSYellow EWRed EWGeen EWYellow
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