實驗二數(shù)字部分

1、電工電子實驗技術(shù)（下冊）電工電子實驗技術(shù)（下冊）存儲器、可編程器件、數(shù)字系統(tǒng)實驗存儲器、可編程器件、數(shù)字系統(tǒng)實驗 的講課課件的講課課件實驗二教學(xué)計劃與要求實驗二教學(xué)計劃與要求一、教學(xué)目的一、教學(xué)目的1 1、加深對相應(yīng)理論課程的理解加深對相應(yīng)理論課程的理解2 2、掌握常用儀表的使用技術(shù)掌握常用儀表的使用技術(shù)3 3、學(xué)會一定的測量系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)學(xué)會一定的測量系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)4 4、學(xué)會一定的計算機仿真分析技術(shù)學(xué)會一定的計算機仿真分析技術(shù)5 5、學(xué)會一定的測量結(jié)果分析技術(shù)學(xué)會一定的測量結(jié)果分析技術(shù)6 6、能夠利用實驗方法完成具體任務(wù)能夠利用實驗方法完成具體任務(wù)7 7、培養(yǎng)獨立解決問題的能力培養(yǎng)獨立解決問題

2、的能力8 8、培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度和踏實細(xì)致的工作作風(fēng)培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度和踏實細(xì)致的工作作風(fēng)實驗二教學(xué)計劃與要求實驗二教學(xué)計劃與要求二、教學(xué)要求二、教學(xué)要求1 1、必須作好各次實驗的預(yù)習(xí)、必須作好各次實驗的預(yù)習(xí)2 2、必須自己動手實驗，完成各次必做實驗、必須自己動手實驗，完成各次必做實驗3 3、必須掌握常用儀表的用法，學(xué)會分析和解決問題、必須掌握常用儀表的用法，學(xué)會分析和解決問題的方法，能夠進行簡單電路的設(shè)計與調(diào)測。的方法，能夠進行簡單電路的設(shè)計與調(diào)測。4 4、必須認(rèn)真總結(jié)實驗數(shù)據(jù)，寫好實驗報告。按時交、必須認(rèn)真總結(jié)實驗數(shù)據(jù)，寫好實驗報告。按時交實驗報告。實驗報告。三、教學(xué)計劃三、教學(xué)計

3、劃（三大內(nèi)容）（三大內(nèi)容）1 1、EDAEDA與可編程器件、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與可編程器件、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計2 2、模擬電路的設(shè)計與調(diào)測、模擬電路的設(shè)計與調(diào)測3 3、綜合性實驗、綜合性實驗教學(xué)計劃大致如下表：教學(xué)計劃大致如下表：（詳細(xì)計劃請參見詳細(xì)計劃請參見電電工電子實驗二授課計劃表工電子實驗二授課計劃表）實驗二教學(xué)計劃與要求實驗二教學(xué)計劃與要求實驗二教學(xué)計劃與要求實驗二教學(xué)計劃與要求四、實驗方法四、實驗方法1 1、每次實驗電路需進行仿真，再硬件實現(xiàn)。、每次實驗電路需進行仿真，再硬件實現(xiàn)。（仿真在預(yù)習(xí)或?qū)嶒炇议_放時進行）（仿真在預(yù)習(xí)或?qū)嶒炇议_放時進行）2 2、實驗中學(xué)會分析問題，排除故障。、實驗中學(xué)會分

4、析問題，排除故障。3 3、實驗前點名，實驗后簽字。、實驗前點名，實驗后簽字。4 4、未完成的實驗可在開放時完成、未完成的實驗可在開放時完成。5 5、本學(xué)期安排一次測驗，本學(xué)期安排一次測驗，小測內(nèi)容：小測內(nèi)容：P183（J2）。）。實驗二教學(xué)計劃與要求實驗二教學(xué)計劃與要求五、期末考試五、期末考試目的：檢查教學(xué)效果目的：檢查教學(xué)效果評定學(xué)生成績評定學(xué)生成績促進學(xué)生學(xué)習(xí)促進學(xué)生學(xué)習(xí)方法：開卷、以實現(xiàn)為主方法：開卷、以實現(xiàn)為主試卷：試卷：實現(xiàn)實現(xiàn)5050分、設(shè)計分、設(shè)計2020分、問答題分、問答題3030分。操作卷與問答試卷分開，分時進分。操作卷與問答試卷分開，分時進行。行。6060分為及格線。分為及

5、格線。本門課程的成績評定方法：本門課程的成績評定方法： 總分總分100100，由平時，由平時5050分分、期末考試期末考試5050分合成，再折算成優(yōu)秀、良好、中等、分合成，再折算成優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五檔。及格、不及格五檔。 平時平時5050分由預(yù)習(xí)分由預(yù)習(xí)1010分、操作分、操作2525分分（平時操作（平時操作1010分、小測分、小測1515分）、實驗報分）、實驗報告告1515分累加而成。該項成績由任課教師分累加而成。該項成績由任課教師根據(jù)記錄（在記分冊上必須有記錄）的根據(jù)記錄（在記分冊上必須有記錄）的學(xué)生平時情況，實事求是地給出。學(xué)生平時情況，實事求是地給出。教材使用方法教材使用

6、方法1 1、根據(jù)實驗教學(xué)進度，系統(tǒng)自學(xué)前幾章理論或知識。、根據(jù)實驗教學(xué)進度，系統(tǒng)自學(xué)前幾章理論或知識。2 2、接受實驗任務(wù)后設(shè)計電路時看設(shè)計提示和實驗提、接受實驗任務(wù)后設(shè)計電路時看設(shè)計提示和實驗提示。示。3 3、在各個實驗的提示中大都指明與該實驗相關(guān)的設(shè)、在各個實驗的提示中大都指明與該實驗相關(guān)的設(shè)計和測量方法的例子，也可從書后設(shè)計索引和測計和測量方法的例子，也可從書后設(shè)計索引和測量方法索引中查找。量方法索引中查找。4 4、教材中所舉的例子均選自實用電路，不但有設(shè)計、教材中所舉的例子均選自實用電路，不但有設(shè)計方法同時具有新穎的設(shè)計構(gòu)思，供同學(xué)學(xué)習(xí)前人方法同時具有新穎的設(shè)計構(gòu)思，供同學(xué)學(xué)習(xí)前人是如

7、何靈活運用現(xiàn)有條件創(chuàng)造性地解決電路設(shè)計是如何靈活運用現(xiàn)有條件創(chuàng)造性地解決電路設(shè)計問題的。問題的。教材使用方法教材使用方法使用教材應(yīng)避免的問題使用教材應(yīng)避免的問題1 1、部分同學(xué)未按要求自學(xué)教材中前幾章的理論部分，只看、部分同學(xué)未按要求自學(xué)教材中前幾章的理論部分，只看實驗內(nèi)容，導(dǎo)致實驗知識殘缺，未達到教學(xué)要求。開卷考實驗內(nèi)容，導(dǎo)致實驗知識殘缺，未達到教學(xué)要求。開卷考試時書上給出的答案都找不到。試時書上給出的答案都找不到。2 2、未認(rèn)真體會教材中設(shè)計舉例所體現(xiàn)的構(gòu)思方法和技巧，、未認(rèn)真體會教材中設(shè)計舉例所體現(xiàn)的構(gòu)思方法和技巧，不了解電子電路設(shè)計的工程和技術(shù)性特點。這樣做的結(jié)果不了解電子電路設(shè)計的工

8、程和技術(shù)性特點。這樣做的結(jié)果是僅僅做出實驗，而沒有做好實驗。每做一次設(shè)計和實驗是僅僅做出實驗，而沒有做好實驗。每做一次設(shè)計和實驗水平都提高一步才能認(rèn)為是做好了實驗。水平都提高一步才能認(rèn)為是做好了實驗。3 3、實驗手冊實驗手冊中較全面地涉及了儀表使用的基本知識點中較全面地涉及了儀表使用的基本知識點和要求，正確地回答儀表練習(xí)中的所有問題是對電類工科和要求，正確地回答儀表練習(xí)中的所有問題是對電類工科學(xué)生的最低要求。學(xué)生的最低要求。 通知通知n電工電子實驗二電工電子實驗二授課計劃表，授課計劃表，n電工電子實驗二電工電子實驗二上課安排表（各上課安排表（各次大課時間、地點、內(nèi)容）次大課時間、地點、內(nèi)容）n

9、請看電工電子實驗中心二樓櫥窗告示。請看電工電子實驗中心二樓櫥窗告示。主要授課內(nèi)容：主要授課內(nèi)容：二、可編程邏輯器件的應(yīng)用二、可編程邏輯器件的應(yīng)用三、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計三、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計一、存儲器的應(yīng)用一、存儲器的應(yīng)用一、存儲器的應(yīng)用一、存儲器的應(yīng)用 存儲器的學(xué)習(xí)要點：存儲器的學(xué)習(xí)要點：n半導(dǎo)體存儲器概念：半導(dǎo)體存儲器概念： 存儲器是電子計算機及某些數(shù)字系統(tǒng)中不存儲器是電子計算機及某些數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的部分，用來存放二進制代碼表示的數(shù)可缺少的部分，用來存放二進制代碼表示的數(shù)據(jù)據(jù) 系統(tǒng)指令系統(tǒng)指令 資料及運算程序等。資料及運算程序等。n存儲器的主要指標(biāo)：存儲器的主要指標(biāo)： 存儲容量存儲容量 和和 工作速

10、度工作速度存儲容量：存儲容量： 存儲容量是衡量工作能力大小的指標(biāo)存儲容量是衡量工作能力大小的指標(biāo),容容量越大量越大,存儲的信息越多存儲的信息越多,工作能力越強。工作能力越強。n存儲容量用存儲單元的總數(shù)表示。習(xí)慣上常用存儲容量用存儲單元的總數(shù)表示。習(xí)慣上常用若干個若干個“K”單元表示。例如：單元表示。例如： 210=1024 稱稱 1K單元單元 ， 212=4096 稱稱 4K單元。單元。n存儲容量為：存儲容量為： n字字（字位）（字位） m位位（位）（位）存取速度存取速度(工作速度工作速度)n存取速度用存取周期表示。存取速度用存取周期表示。 從存儲器開始存取第一個字到能夠存從存儲器開始存取第一

11、個字到能夠存取第二個字為止。所需的時間稱為取第二個字為止。所需的時間稱為存取時存取時間間或或存取周期存取周期。它是衡量存儲器存取速度。它是衡量存儲器存取速度的重要指標(biāo)。的重要指標(biāo)。n存取周期越短，說明存取速度越高。存取周期越短，說明存取速度越高。存儲器按功能分類：存儲器按功能分類：ROM固定固定ROM:內(nèi)容由廠家制作。內(nèi)容由廠家制作。ROM可編程可編程ROM：可一次性編程。：可一次性編程。PROM可擦除可編程可擦除可編程ROM：可多次改寫：可多次改寫EPROMRAM雙極型雙極型 RAM單極型單極型 （MOS）SRAM（靜態(tài)）（靜態(tài)）DRAM（動態(tài)）（動態(tài)）SAMMOS移位寄存器移位寄存器電荷耦

12、合器件電荷耦合器件CCD移位寄存器移位寄存器Cache 高速緩存高速緩存E2PROMUVEPROM實驗中所用器件型號為：實驗中所用器件型號為：28C64B型型E2PROM(電可改寫的電可改寫的ROM)n結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：采用浮柵隧道氧化層采用浮柵隧道氧化層MOS管。它有兩個柵極：管。它有兩個柵極：控制柵控制柵GC 和和 浮置柵浮置柵Gf。n特點：特點：浮置柵與漏區(qū)之間有一個氧化層極薄的隧道區(qū)，浮置柵與漏區(qū)之間有一個氧化層極薄的隧道區(qū)，其厚度僅為其厚度僅為1015um , 可產(chǎn)生隧道效應(yīng)。可產(chǎn)生隧道效應(yīng)。寫入、擦寫入、擦除：利用隧道效應(yīng)。除：利用隧道效應(yīng)。GCGf隧道區(qū)隧道區(qū)n存儲容量為：存儲容量為：

13、8K8位位=213 8位；位；n總共有總共有13根地址線：根地址線：A0A12。實驗內(nèi)容：實驗內(nèi)容：新教材新教材P214 T1實驗提示：實驗提示：F1= 1 1 0 0 1 1 0 0F2= 1 1 1 1 0 0 0 0F3= 1 1 0 1 1 0 1 1F4= 1 0 1 1 1 0 0 1實驗中所用器件型號為：實驗中所用器件型號為：28C64B型型E2PROM(電可改寫的電可改寫的ROM)F1= 1 1 0 0 1 1 0 0 D0F2= 1 1 1 1 0 0 0 0 D1F3= 1 1 0 1 1 0 1 1 D2F4= 1 0 1 1 1 0 0 1 D3數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)D D77D D

14、0 0：0F 07 0A 0E 0D 01 04 0C0F 07 0A 0E 0D 01 04 0C使用使用8個存儲單元，個存儲單元，4根數(shù)據(jù)線。根數(shù)據(jù)線。0F070A0C8192個存?zhèn)€存儲單儲單元元選做實驗提示：選做實驗提示：P214 Y1 用用1個個57（橫向（橫向5點縱向點縱向7點）點陣點）點陣LED組成一個簡易移動字幕。要求字幕上顯組成一個簡易移動字幕。要求字幕上顯示從右向左移動的示從右向左移動的5個字符個字符“HELLO”，字符，字符不停地移動，每不停地移動，每2秒顯示一屏。為使顯示的秒顯示一屏。為使顯示的字符便于辯認(rèn)，應(yīng)在兩個詞之間留出一個字字符便于辯認(rèn)，應(yīng)在兩個詞之間留出一個字寬

15、的空格。寬的空格。提示提示1：點陣：點陣57的介紹的介紹 （參看實驗手冊（參看實驗手冊P103）提示提示2：類似動態(tài)掃描的設(shè)計原理：類似動態(tài)掃描的設(shè)計原理輸出相當(dāng)于輸出相當(dāng)于位選信號位選信號字符與字符之字符與字符之間的間隔時間間的間隔時間高位地址高位地址低位地址低位地址顯示結(jié)果顯示結(jié)果:提示提示3：數(shù)據(jù)可放到存儲器的任意：數(shù)據(jù)可放到存儲器的任意5個空間個空間飛字飛字: n CPLDCPLD小系統(tǒng)板小系統(tǒng)板接接“+5V”+5V”接接“GND”GND”時鐘時鐘實驗箱插座號實驗箱插座號9510895108管腳號管腳號并口線必須在關(guān)閉電源的情況下插拔！并口線必須在關(guān)閉電源的情況下插拔！二、可編程邏輯器

16、件的應(yīng)用二、可編程邏輯器件的應(yīng)用n1 1、按器件規(guī)模劃分、按器件規(guī)模劃分中小規(guī)模中小規(guī)模GALGAL、PALPAL（幾百門上千門）（幾百門上千門）大規(guī)模大規(guī)模CPLD FPGA CPLD FPGA （幾千門幾百萬門）（幾千門幾百萬門）2 2、按可編程次數(shù)劃分、按可編程次數(shù)劃分一次性可編程器件（反熔絲型一次性可編程器件（反熔絲型PLD)PLD)優(yōu)點：可靠性高，價錢便宜，在成熟產(chǎn)品中應(yīng)用較優(yōu)點：可靠性高，價錢便宜，在成熟產(chǎn)品中應(yīng)用較多多缺點：開發(fā)成本高。不能更改邏輯缺點：開發(fā)成本高。不能更改邏輯可多次編程器件（可多次編程器件（GAL CPLD FPGAGAL CPLD FPGA等等 優(yōu)點：開發(fā)成本

17、低，可以多次編程更改邏輯，可在優(yōu)點：開發(fā)成本低，可以多次編程更改邏輯，可在線編程線編程陣列結(jié)構(gòu)單元（陣列結(jié)構(gòu)單元（GAL CPLD GAL CPLD ）管腳對管腳的延時時間可預(yù)測，有利于設(shè)計管腳對管腳的延時時間可預(yù)測，有利于設(shè)計觸發(fā)器等時序單元少觸發(fā)器等時序單元少乘積項多，常用來設(shè)計控制器，并可以加密。乘積項多，常用來設(shè)計控制器，并可以加密。單元結(jié)構(gòu)（單元結(jié)構(gòu)（FPGA )FPGA )觸發(fā)器多，有利于數(shù)據(jù)處理，不可以加密。觸發(fā)器多，有利于數(shù)據(jù)處理，不可以加密。管腳對管腳的延時時間不可預(yù)測，在設(shè)計中需要管腳對管腳的延時時間不可預(yù)測，在設(shè)計中需要反復(fù)優(yōu)化才能得到最優(yōu)的延時特性反復(fù)優(yōu)化才能得到最優(yōu)的

18、延時特性3、按內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性劃分、按內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性劃分可編程器件種類可編程器件種類:中小規(guī)?？删幊唐骷删幊唐骷庑螆D可編程器件外形圖可編程器件開發(fā)軟件可編程器件開發(fā)軟件:1 1、邏輯描述方式、邏輯描述方式n電路圖描述電路圖描述n硬件描述語言描述硬件描述語言描述n狀態(tài)機流程圖描述狀態(tài)機流程圖描述2 2、硬件描述語言分類、硬件描述語言分類n國際標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言國際標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言 VHDL(VHDL(軍方）、軍方）、 VerilogVerilog（商業(yè)）（商業(yè)） n各公司專用硬件描述語言（各公司專用硬件描述語言（ABEL ABEL 、 CUPL CUPL 等等）可編程器件的開發(fā)流程可編程器件的開發(fā)流

19、程:輸入輸入Design Entry編程編程定時分析定時分析FittingTiming Analysis適配適配功能仿真功能仿真SimulationSynthesis綜合綜合可編程器件的下載方式可編程器件的下載方式1 1、下載（編程、配置）定義：、下載（編程、配置）定義：下載是指將開發(fā)軟件生成的反映邏輯關(guān)系下載是指將開發(fā)軟件生成的反映邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)，通過一定的方法輸入到可編程器的數(shù)據(jù)，通過一定的方法輸入到可編程器件中，并使其具有用戶要求的邏輯的操作件中，并使其具有用戶要求的邏輯的操作過程，也稱編程或數(shù)據(jù)配置。過程，也稱編程或數(shù)據(jù)配置。2 2、下載方式分類、下載方式分類1 1）用通用（或?qū)Ｓ茫┚?/p>

20、程器下載）用通用（或?qū)Ｓ茫┚幊唐飨螺d例如：例如：GAL GAL 、 FPGAFPGA主并模式時的主并模式時的EEPROMEEPROM等可用通用編程器編程。等可用通用編程器編程。反熔絲型可編程器件必須用器件廠配套的反熔絲型可編程器件必須用器件廠配套的編程器編程器通用編程器和下載電纜通用編程器和下載電纜通用編程器通用編程器可編程器件的下載方式可編程器件的下載方式接接計計算算機機并并口口用下載電纜下載示意圖用下載電纜下載示意圖2、用專用下載電纜下載、用專用下載電纜下載（JTAG標(biāo)準(zhǔn)口）標(biāo)準(zhǔn)口）可編程器件的選用：可編程器件的選用：n考慮內(nèi)部電路規(guī)模大?。ㄒ蚤T為計量單位）考慮內(nèi)部電路規(guī)模大?。ㄒ蚤T為計量

21、單位）n考慮速度（最高使用頻率）考慮速度（最高使用頻率）n考慮下載方式需要考慮下載方式需要n考慮器件延時的確定特性（考慮器件延時的確定特性（CPLD 與與FPGA的區(qū)別）的區(qū)別）n開發(fā)軟件的性能（仿真的準(zhǔn)確度、對描述方開發(fā)軟件的性能（仿真的準(zhǔn)確度、對描述方式的支持、對后續(xù)服務(wù)的支持）式的支持、對后續(xù)服務(wù)的支持）n器件生命周期器件生命周期n器件提供廠商的發(fā)展（市場份額）器件提供廠商的發(fā)展（市場份額）“可編程器件可編程器件 GAL的應(yīng)用的應(yīng)用” 提示提示1、實驗四十三、實驗四十三 任務(wù)更改說明任務(wù)更改說明nP215n將將“7比特延遲比特延遲”改為改為“6比特延遲比特延遲”。n將將“7比特延遲比特延

22、遲”作為選做內(nèi)容。作為選做內(nèi)容。“實驗四十七實驗四十七 GAL的應(yīng)用的應(yīng)用” 提示提示2、下載時注意事項、下載時注意事項1）必須看清器件的型號，正確選擇編程軟件界面中）必須看清器件的型號，正確選擇編程軟件界面中的廠家和型號。的廠家和型號。 實驗器材中有多個廠家的實驗器材中有多個廠家的GAL器件，各個廠家的器器件，各個廠家的器件邏輯上是兼容的，但是，編程電壓和編程方式不同，件邏輯上是兼容的，但是，編程電壓和編程方式不同，有的廠家編程電壓是有的廠家編程電壓是25V,有的是有的是12V。 同一廠家如果型號不同，編程要求也不同，同一廠同一廠家如果型號不同，編程要求也不同，同一廠家的家的GAL16V8A

23、與與GAL16V8B編程條件就不一樣編程條件就不一樣2）編程時器件的位置必須擺放正確）編程時器件的位置必須擺放正確注意缺口方向注意缺口方向注意器件與編程器插座的連接要求注意器件與編程器插座的連接要求通用陣列邏輯通用陣列邏輯 GALGAL一、一、GAL16V8GAL16V8總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)2020個引腳的器件；個引腳的器件；8個專用輸入端；個專用輸入端；8個個I/O端；端；1個時鐘輸入端個時鐘輸入端CLK；1個使能個使能OE。 輸出邏輯宏單元（輸出邏輯宏單元（OLMC）GAL具有五種工作模式：具有五種工作模式：(a)(a)專用輸入模式專用輸入模式1ENEN 1CLKCLKNCNCNCNCOEOE

24、NCNCNCNC來自鄰級來自鄰級輸出輸出(m)(m)至另一個鄰級至另一個鄰級CLKCLKOEOE(b)專用組合輸出模式專用組合輸出模式1ENEN 1CLKCLKNCNCOEOENCNC=11 VccVccXOR(n)XOR(n)NCNCNCNCNCNCCLKCLKOEOE（c）反饋組合輸出模式）反饋組合輸出模式1ENEN 1CLKCLKNCNCOEOENCNC=11 XOR(n)XOR(n)NCNCCLKCLKNCNCOEOE來自鄰級來自鄰級輸出（輸出（m m）OLMC(n)OLMC(n) I/O(n)I/O(n)NCNC來自來自與陣與陣列列反反饋饋（d）時序電路中的組合輸出模式）時序電路中的

25、組合輸出模式1ENEN 1CLKCLKOEOE=11 XORXOR（n n）CLKCLKOEOE來自鄰級來自鄰級輸出輸出(m)(m) I/O(n)I/O(n)NCNC來自來自與陣與陣列列反反饋饋(e)寄存器輸出模式寄存器輸出模式1ENEN 1CLKCLKOEOE=11 XOR(n)XOR(n)CLKCLKOEOE來自鄰級來自鄰級輸出（輸出（m m） I/O(n)I/O(n)NCNC來自來自與陣與陣列列反反饋饋OLMC(n)OLMC(n)QDQ舉例：設(shè)計一個舉例：設(shè)計一個3BIT延時電路延時電路1、建立電路模型、建立電路模型 采用移位寄存器采用移位寄存器 + 數(shù)據(jù)選擇器；數(shù)據(jù)選擇器；2、管腳定義

26、、管腳定義3、編寫程序、編寫程序NAME M01 ；（文件名）；（文件名） PARTNO ；（部件編號）；（部件編號）REV V1.0 ；（用戶設(shè)計文件的版本號）；（用戶設(shè)計文件的版本號）DATE 01/03/04 ；（設(shè)計日期）；（設(shè)計日期）DESIGNER LUQINGLI ；（設(shè)計者姓名）；（設(shè)計者姓名）COMPANY ； （設(shè)計者所在公司名稱）（設(shè)計者所在公司名稱）ASSEMBLY ； （裝配標(biāo)記）（裝配標(biāo)記）LOCATION ； （器件位置編號）（器件位置編號）/* input pin */PIN 1 , 2 , 3 , 4 = CLK , DX , K1 , K2 ;PIN 9 ,

27、 11 = CLR , OE /* output pin */PIN 19 , 18 , 17 , 16 = Q1 , Q2 , Q3 , DY ;/* REG */Q1.D = CLR & DX ;Q2.D = CLR & Q1 ;Q3.D = CLR & Q2 ;/* MUX4 */DY = !K2 &!K1 & DX # !K2 & K1 & Q1 # K2 & !K1 & Q2 # K2 & K1 & Q3 ;/* END */注意：清零信號的編寫注意：清零信號的編寫三、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計三、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計

28、小型數(shù)字系統(tǒng)學(xué)習(xí)要點：小型數(shù)字系統(tǒng)學(xué)習(xí)要點： 1、透徹理解數(shù)字系統(tǒng)的含義、透徹理解數(shù)字系統(tǒng)的含義 按一定方式聯(lián)系起來的一群事物所構(gòu)成的按一定方式聯(lián)系起來的一群事物所構(gòu)成的總體，稱為總體，稱為系統(tǒng)系統(tǒng)。能夠?qū)?shù)字信息進行傳遞，加。能夠?qū)?shù)字信息進行傳遞，加工，處理的電子設(shè)備，稱為工，處理的電子設(shè)備，稱為數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)。系統(tǒng)與部件的系統(tǒng)與部件的區(qū)別區(qū)別： 凡是包含控制器凡是包含控制器又能按程序進行操作的系又能按程序進行操作的系統(tǒng)，不論其規(guī)模大小，均稱為統(tǒng)，不論其規(guī)模大小，均稱為數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)。 沒有控制器沒有控制器，且又不能按程序進行操作的，且又不能按程序進行操作的電路，不管其規(guī)模大?。ㄈ纾捍?/p>

29、容量存儲器），電路，不管其規(guī)模大小（如：大容量存儲器），均不能稱為系統(tǒng)，只能算一個均不能稱為系統(tǒng)，只能算一個部件部件。 數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理器和控制器構(gòu)成：由數(shù)據(jù)處理器和控制器構(gòu)成： 數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)處理器的主要任務(wù)：主要任務(wù)： 傳送數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行運算和判斷。傳送數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行運算和判斷。 控制器的控制器的主要任務(wù)：主要任務(wù)： 保證數(shù)據(jù)處理器有條不紊地按正確的時序進行保證數(shù)據(jù)處理器有條不紊地按正確的時序進行數(shù)據(jù)處理和加工。數(shù)據(jù)處理和加工。 控制器有統(tǒng)一的模型，設(shè)計方法規(guī)范?？刂破饔薪y(tǒng)一的模型，設(shè)計方法規(guī)范。 數(shù)據(jù)處理器因處理數(shù)據(jù)形式繁多，沒有統(tǒng)一模數(shù)據(jù)處理器因處理數(shù)據(jù)形式繁多，沒

30、有統(tǒng)一模型，通常采用列明細(xì)表的方式來進行設(shè)計。型，通常采用列明細(xì)表的方式來進行設(shè)計。 同步時序電路同步時序電路2 2、透徹理解、透徹理解數(shù)字系統(tǒng)的一般模型數(shù)字系統(tǒng)的一般模型數(shù)字系統(tǒng)的一般模型數(shù)字系統(tǒng)的一般模型 1) 輸入接口：完成信號轉(zhuǎn)換、同步化處理等輸入接口：完成信號轉(zhuǎn)換、同步化處理等; 2) 輸出接口：輸出整個系統(tǒng)的各類信號輸出接口：輸出整個系統(tǒng)的各類信號; 3) 數(shù)據(jù)處理器；數(shù)據(jù)處理器； 4) 控制器控制器（1）數(shù)據(jù)處理器的構(gòu)成：）數(shù)據(jù)處理器的構(gòu)成：組合網(wǎng)絡(luò)、寄存器組和控制網(wǎng)絡(luò)組合網(wǎng)絡(luò)、寄存器組和控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理器模型數(shù)據(jù)處理器模型（2）明細(xì)表（）明細(xì)表（操作表操作表和和狀態(tài)變量表狀態(tài)變

31、量表） 數(shù)據(jù)處理器的描述采用明細(xì)表來描述它的具體操數(shù)據(jù)處理器的描述采用明細(xì)表來描述它的具體操作過程，也就是把一個時鐘期間能同時實現(xiàn)的操作歸作過程，也就是把一個時鐘期間能同時實現(xiàn)的操作歸并在一起，作為一個操作步驟，再用助記符號表示控并在一起，作為一個操作步驟，再用助記符號表示控制信號。制信號。（3）控制器的構(gòu)成。）控制器的構(gòu)成。 1）它的模型分為：）它的模型分為：moore型和型和mealy型兩種。型兩種。2）它以狀態(tài)轉(zhuǎn)移表為設(shè)計依據(jù)。常用的設(shè)計方法）它以狀態(tài)轉(zhuǎn)移表為設(shè)計依據(jù)。常用的設(shè)計方法有：用每態(tài)一位觸發(fā)器的方法；用數(shù)據(jù)選擇器、時有：用每態(tài)一位觸發(fā)器的方法；用數(shù)據(jù)選擇器、時序寄存器、譯碼器的

32、方法。序寄存器、譯碼器的方法。3、數(shù)字系統(tǒng)的描述工具、數(shù)字系統(tǒng)的描述工具1）方框圖；）方框圖；2）算法流程圖）算法流程圖 ； 3）算法狀態(tài)機（）算法狀態(tài)機（ASM）圖；）圖；4、算法流程圖與、算法流程圖與ASM圖的區(qū)別圖的區(qū)別算法流程圖：算法流程圖：一般用來表示算法，它只一般用來表示算法，它只是按照算法的先后順序排列計算步驟，是按照算法的先后順序排列計算步驟，與電路的時序無對應(yīng)關(guān)系，不能作為設(shè)與電路的時序無對應(yīng)關(guān)系，不能作為設(shè)計的依據(jù)。計的依據(jù)。ASM圖：圖：則與時序有關(guān)，是設(shè)計控制器則與時序有關(guān)，是設(shè)計控制器和處理器的依據(jù)。和處理器的依據(jù)。5、 ASM圖符號圖符號 狀態(tài)框、判斷框狀態(tài)框、判斷

33、框 、條件框、條件框 6、ASM塊塊1）必定包含一個狀態(tài)框；）必定包含一個狀態(tài)框；2）表示一個時鐘周期內(nèi)系統(tǒng)的狀態(tài)；）表示一個時鐘周期內(nèi)系統(tǒng)的狀態(tài)；3） ASM圖類似于狀態(tài)圖。圖類似于狀態(tài)圖。 7、各種邏輯框之間的時間關(guān)系、各種邏輯框之間的時間關(guān)系 是指狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換時間關(guān)系必是指狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換時間關(guān)系必須在一個周期內(nèi)完成。須在一個周期內(nèi)完成。AA+1T1T20100 1001ER0FT4100T30110 1CPT1(現(xiàn)態(tài)現(xiàn)態(tài)) （次態(tài)）（次態(tài)）T2或或T3或或T4當(dāng)?shù)诙€當(dāng)?shù)诙€CP到來時，到來時，T1第一個第一個CP使控制器轉(zhuǎn)到使控制器轉(zhuǎn)到T1，在，在T1狀態(tài)下完成狀態(tài)下完成:1)AA+

34、1;2)檢驗輸入變量檢驗輸入變量E和和F,產(chǎn)生控制輸出。產(chǎn)生控制輸出。T2T3T48、ASM圖的建立圖的建立原則原則1：在算法的起始點安排一個狀態(tài)；在算法的起始點安排一個狀態(tài)；原則原則2：必須用狀態(tài)來分開不能同時實現(xiàn)的必須用狀態(tài)來分開不能同時實現(xiàn)的寄存器傳輸操作；寄存器傳輸操作； 原則原則3：判斷如果受寄存器操作的影響，應(yīng)判斷如果受寄存器操作的影響，應(yīng)在它們之間安排一個狀態(tài)。在它們之間安排一個狀態(tài)。 從算法流程圖從算法流程圖 ASM圖圖解釋：解釋：（1）原則）原則2圖圖12.3.15 算法流程圖和算法流程圖和ASM圖的對應(yīng)關(guān)系圖的對應(yīng)關(guān)系(a)算法流程圖算法流程圖(b)ASM圖圖（2）原則）原

35、則3 由算法流程圖轉(zhuǎn)換為由算法流程圖轉(zhuǎn)換為ASM圖時，判斷圖時，判斷 A+1之之后的值，需要插入一個方框。后的值，需要插入一個方框。圖圖12.3.16 算法流程圖和算法流程圖和ASM圖的對應(yīng)關(guān)系圖的對應(yīng)關(guān)系實驗四十五實驗四十五 小型數(shù)字系統(tǒng)（二）小型數(shù)字系統(tǒng)（二） 實驗四十五實驗四十五 任務(wù)更改說明任務(wù)更改說明nP219 T1n左右燈改為各一個，不循環(huán)。（為必做）左右燈改為各一個，不循環(huán)。（為必做）n左右燈各為三個時，按左右燈各為三個時，按100，110，111，000，循環(huán)（為選做）。循環(huán)（為選做）。題目：題目：某型號汽車尾燈控制電路某型號汽車尾燈控制電路設(shè)計要求設(shè)計要求 ： （必做）（必做

36、）（1 1）空閑情況下尾燈均滅。）空閑情況下尾燈均滅。（2 2）按左轉(zhuǎn)鍵時，）按左轉(zhuǎn)鍵時，L=1L=1，Z Z左車燈亮。左車燈亮。 L=0L=0后后, ,左尾燈全部左尾燈全部熄滅。熄滅。（3 3）按右轉(zhuǎn)鍵時，）按右轉(zhuǎn)鍵時，R=1R=1，Y Y右車燈亮。右車燈亮。 R=0R=0后后, ,右尾燈全部右尾燈全部熄滅。熄滅。（4 4）按警告鍵后，）按警告鍵后，JG=1JG=1，左車燈和右車燈全部均變?yōu)樘筌嚐艉陀臆嚐羧烤優(yōu)樘鵁?，即：閃爍。燈，即：閃爍。JG=0JG=0停止閃爍。同時停止閃爍。同時警告信號優(yōu)先權(quán)最高。警告信號優(yōu)先權(quán)最高。說明：汽車的手動鍵有三檔即：左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和空閑。其中，說明：汽車的手動鍵有三檔即：左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和空閑。其中，