B設(shè)計_徐向民_第四章同步時序電路設(shè)計

1、主主 講講 人：蔡劍華人：蔡劍華單單 位：電子技術(shù)教研組位：電子技術(shù)教研組 概念：概念： 在組合電路中，任一時刻在組合電路中，任一時刻的穩(wěn)定輸出只取決于當(dāng)時的輸入，的穩(wěn)定輸出只取決于當(dāng)時的輸入，而在時序電路中任一時刻的穩(wěn)定而在時序電路中任一時刻的穩(wěn)定輸出，不僅取決于當(dāng)時的輸入，輸出，不僅取決于當(dāng)時的輸入，還取決于電路原來的狀態(tài)，即與還取決于電路原來的狀態(tài)，即與過去的輸入情況有關(guān)。過去的輸入情況有關(guān)。存儲電路組合邏輯電路x1xnz1zmq1qjy1yk),(njnnnmmqqqxxxfz 2121),(njnnnkkqqqxxxgy 2121),(21211njnnkjnjqqqyyyhq 邏輯

2、關(guān)系：邏輯關(guān)系：輸出方程驅(qū)動方程狀態(tài)方程 沒有統(tǒng)一的時鐘脈沖信號，各觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是同沒有統(tǒng)一的時鐘脈沖信號，各觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是同時發(fā)生，而是有先有后。時發(fā)生，而是有先有后。按照按照觸發(fā)觸發(fā)器的器的動作動作特點特點同步時序邏輯電路同步時序邏輯電路異步時序邏輯電路異步時序邏輯電路 所有觸發(fā)器的狀態(tài)變化都是在同一時鐘信號作用下同時所有觸發(fā)器的狀態(tài)變化都是在同一時鐘信號作用下同時發(fā)生的。發(fā)生的。 輸出狀態(tài)僅與存儲電路的狀態(tài)輸出狀態(tài)僅與存儲電路的狀態(tài)QQ有關(guān)，而與輸入有關(guān)，而與輸入X X無直無直接關(guān)系。或者沒有單獨的輸出。接關(guān)系?；蛘邲]有單獨的輸出。按照按照輸出輸出信號信號的特的特點點米里（米

3、里（MealyMealy）型）型摩爾（摩爾（MooreMoore）型）型 輸出狀態(tài)不僅與存儲電路的狀態(tài)輸出狀態(tài)不僅與存儲電路的狀態(tài)QQ有關(guān)，而且與外部輸有關(guān)，而且與外部輸入入X X也有關(guān)。也有關(guān)。1JC11K1JC11K1JC11K&FF1FF0FF2ZCPQ2Q1Q0CP1JC11K1JC11K1JC11K&FF1FF0FF2ZQ2Q1Q0同步時序邏輯電路: :異步時序邏輯電路: :所有的所有的CPCP是接在一起是接在一起的，所以同時動作的，所以同時動作時序脈沖只接入了第一時序脈沖只接入了第一塊觸發(fā)器，異步動作塊觸發(fā)器，異步動作Moore機(jī)模型:狀態(tài)寄存器次態(tài)邏輯輸出邏輯輸出

4、輸入時鐘Mealy機(jī)模型：狀態(tài)寄存器次態(tài)邏輯輸出邏輯輸出輸入時鐘這里就是Moore狀態(tài)機(jī)和Mealy的不同所在,Mealy機(jī)模型的輸出與輸入有關(guān)。Mealy:輸出狀態(tài)不僅與存儲電路的狀態(tài)Q有關(guān)，而且與外部輸入X也有關(guān)。Moore:輸出狀態(tài)僅與存儲電路的狀態(tài)Q有關(guān)，而與輸入X無直接關(guān)系?；蛘邲]有單獨的輸出。產(chǎn)生次態(tài)的電路是組合邏輯電路。組合邏輯電路存在競爭與冒險，可能導(dǎo)致時序系統(tǒng)進(jìn)入不正確的狀態(tài)。所謂競爭與冒險，就是在在組合電路中，信號經(jīng)不同途徑傳輸后，達(dá)到電路中某一會合點的時間有先有后，這種現(xiàn)象稱為競爭。由于競爭而使電路輸出發(fā)生瞬間錯誤的現(xiàn)象，稱為冒險。使用同步時序邏輯電路可以克服次態(tài)邏輯存在

5、競爭冒險的問題，本章后面主要圍繞同步時序電路展開。當(dāng)C變化時會引起競爭冒險使用同步時序邏輯電路可以克服次態(tài)邏輯存在競爭冒險的問題，本章后面主要圍繞同步時序電路展開。時序電路的常用描述方法時序電路的常用描述方法狀態(tài)機(jī)（狀態(tài)機(jī)（state machine diagram)state machine diagram)ASMASM圖（圖（Algorithmic state machine)Algorithmic state machine)算法狀態(tài)機(jī)算法狀態(tài)機(jī)ASM的介紹的介紹ASMASM本質(zhì)上是一個有限狀態(tài)機(jī)，主要用于同步系統(tǒng)。本質(zhì)上是一個有限狀態(tài)機(jī)，主要用于同步系統(tǒng)。ASMASM精確地表示出狀態(tài)轉(zhuǎn)

6、換的時間關(guān)系。精確地表示出狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時間關(guān)系。從形式上看，這種流程圖類似于描述軟件程序的流程圖，從形式上看，這種流程圖類似于描述軟件程序的流程圖，但它能和實現(xiàn)它的硬件很好的對應(yīng)起來。但它能和實現(xiàn)它的硬件很好的對應(yīng)起來。ASM圖的組成圖的組成狀態(tài)框：用一個矩形框來表示一個狀態(tài)。用一個矩形框來表示一個狀態(tài)。狀態(tài)的名稱寫在左上角；狀態(tài)狀態(tài)的名稱寫在左上角；狀態(tài)的二進(jìn)制編碼寫在右上角；操的二進(jìn)制編碼寫在右上角；操作內(nèi)容寫在矩形框內(nèi)。在同步作內(nèi)容寫在矩形框內(nèi)。在同步系統(tǒng)中，狀態(tài)經(jīng)歷的時間至少系統(tǒng)中，狀態(tài)經(jīng)歷的時間至少是一個時鐘周期，也可以是幾是一個時鐘周期，也可以是幾個周期。個周期。寄存器操作或輸出狀態(tài)

7、名二進(jìn)制碼R0C=1T1001ASM圖的組成圖的組成判斷框：用單入口雙出口的菱形或單入用單入口雙出口的菱形或單入口多出口的多邊形符號表示?？诙喑隹诘亩噙呅畏柋硎?。在菱形和多邊形框內(nèi)寫檢測條在菱形和多邊形框內(nèi)寫檢測條件，在分支出口處注明各分支件，在分支出口處注明各分支所滿足的條件。所滿足的條件。判斷框必須跟著狀態(tài)框。判斷判斷框必須跟著狀態(tài)框。判斷框的執(zhí)行與狀態(tài)框在同一時鐘框的執(zhí)行與狀態(tài)框在同一時鐘周期內(nèi)。周期內(nèi)。引出分支1條件引出分支0ASM圖的組成圖的組成條件框：用橢圓框表示。條件框一定是與判用橢圓框表示。條件框一定是與判斷框的一個轉(zhuǎn)移分支相連接，僅當(dāng)斷框的一個轉(zhuǎn)移分支相連接，僅當(dāng)判斷框中判

8、斷變量滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)移判斷框中判斷變量滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)移條件時，才進(jìn)行條件框中表明的操條件時，才進(jìn)行條件框中表明的操作和信號輸出。作和信號輸出。雖然條件框和狀態(tài)框都能執(zhí)行操作雖然條件框和狀態(tài)框都能執(zhí)行操作和輸出信號，但二者有很大區(qū)別。和輸出信號，但二者有很大區(qū)別。寄存器操作或輸出ASM圖的組成圖的組成狀態(tài)框判斷框條件框Z1Z1XZ2P00Q11R10經(jīng)過狀態(tài)分配的ASM圖10ASM圖的組成圖的組成狀態(tài)單元：狀態(tài)單元由一個狀態(tài)框和若干判斷狀態(tài)單元由一個狀態(tài)框和若干判斷框或條件框組成。狀態(tài)單元的入口框或條件框組成。狀態(tài)單元的入口必須是狀態(tài)框的入口，出口可以有必須是狀態(tài)框的入口，出口可以有幾個，但必須指向

9、狀態(tài)框。幾個，但必須指向狀態(tài)框。僅包含一個狀態(tài)框，無判斷框和條僅包含一個狀態(tài)框，無判斷框和條件框的件框的ASM塊是一個簡單塊。塊是一個簡單塊。每個狀態(tài)單元表示一個時鐘周期內(nèi)每個狀態(tài)單元表示一個時鐘周期內(nèi)系統(tǒng)所處的狀態(tài)，在該狀態(tài)下完成系統(tǒng)所處的狀態(tài)，在該狀態(tài)下完成塊內(nèi)的若干操作。塊內(nèi)的若干操作。R0C=1S100條件R0S310S211虛線框部分就是一個狀態(tài)單元，條件框中R0也在這個狀態(tài)內(nèi)執(zhí)行。1.用計數(shù)器實現(xiàn)ASM圖2.用多路選擇器實現(xiàn)ASM圖3.每個狀態(tài)一個觸發(fā)器（定序型）4.基于ROM法實現(xiàn)ASM圖（微程序型）有以下幾種方法：ASMASM圖狀態(tài)分配圖狀態(tài)分配狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

10、推導(dǎo)由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表推導(dǎo)觸發(fā)器的驅(qū)動方程觸發(fā)器的驅(qū)動方程ASMASM圖的硬件實圖的硬件實現(xiàn)現(xiàn)用計數(shù)器法實現(xiàn)用計數(shù)器法實現(xiàn)ASMASM圖的流程圖的流程ASM圖的狀態(tài)分配n n個狀態(tài)變量可以描個狀態(tài)變量可以描述述2 2的的n n次方個狀態(tài)。次方個狀態(tài)。該該ASMASM圖中有圖中有3 3個狀個狀態(tài)，所以需要兩個狀態(tài)，所以需要兩個狀態(tài)變量。設(shè)兩個狀態(tài)態(tài)變量。設(shè)兩個狀態(tài)變量為變量為Q2Q1Q2Q1，我們，我們選用選用2 2個個D D觸發(fā)器。觸發(fā)器。用二進(jìn)制計數(shù)序列依用二進(jìn)制計數(shù)序列依次表示狀態(tài)。次表示狀態(tài)。Z1Z1XZ2P00Q11R10經(jīng)過狀態(tài)分配的ASM圖10ASMASM圖狀態(tài)分配圖狀態(tài)分配狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀

11、態(tài)轉(zhuǎn)換表由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表推導(dǎo)觸由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表推導(dǎo)觸發(fā)器的驅(qū)動方程發(fā)器的驅(qū)動方程ASMASM圖的硬件實圖的硬件實現(xiàn)現(xiàn)用計數(shù)器法實現(xiàn)用計數(shù)器法實現(xiàn)ASMASM圖的流程圖的流程狀態(tài)轉(zhuǎn)換表因為因為1010和和11 11狀態(tài)與輸入狀態(tài)與輸入X X無關(guān)，所以無關(guān)，所以X X值可作任意值處值可作任意值處理。理。表中表中0101未指定狀態(tài)，采用計數(shù)器實現(xiàn)，因此需考慮因未指定狀態(tài)，采用計數(shù)器實現(xiàn)，因此需考慮因偶然因素出現(xiàn)偶然因素出現(xiàn)0101狀態(tài)時，應(yīng)強(qiáng)迫其次態(tài)為狀態(tài)時，應(yīng)強(qiáng)迫其次態(tài)為0000，所以一，所以一旦出現(xiàn)旦出現(xiàn)0101狀態(tài)后，經(jīng)過一個時鐘周期就可以自動回到狀態(tài)后，經(jīng)過一個時鐘周期就可以自動回到有用狀態(tài)循環(huán)。有

12、用狀態(tài)循環(huán)。ASMASM圖狀態(tài)分配圖狀態(tài)分配狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)轉(zhuǎn)換表由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表推導(dǎo)觸由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表推導(dǎo)觸發(fā)器的驅(qū)動方程發(fā)器的驅(qū)動方程ASMASM圖的硬件實圖的硬件實現(xiàn)現(xiàn)用計數(shù)器法實現(xiàn)用計數(shù)器法實現(xiàn)ASMASM圖的流程圖的流程由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表推導(dǎo)觸發(fā)器的驅(qū)動方程對于復(fù)雜的對于復(fù)雜的ASMASM圖和相應(yīng)的狀態(tài)表可用卡諾圖對圖和相應(yīng)的狀態(tài)表可用卡諾圖對次態(tài)進(jìn)行化簡，得到簡化的驅(qū)動方程。次態(tài)進(jìn)行化簡，得到簡化的驅(qū)動方程。XQQDQQQXQQXQQDQnn12111121212212ASMASM圖除了可以得到狀態(tài)表和驅(qū)動方程外，還可圖除了可以得到狀態(tài)表和驅(qū)動方程外，還可得到輸出方程得到輸出方程XQQPZQQPZ

13、122121)()(ASM圖的硬件實現(xiàn)采用計數(shù)器法實現(xiàn)ASM圖，一旦ASM圖有很小的改動，就需重新設(shè)計與次態(tài)相關(guān)的組合電路部分。此外，當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)超過8個時，ASM圖的硬件實現(xiàn)也很復(fù)雜。學(xué)習(xí)ASM圖的硬件實現(xiàn)有助于我們更好的理解后續(xù)的內(nèi)容，下面我們將學(xué)習(xí)如何用VHDL實現(xiàn)ASM圖。用用VHDL設(shè)計的狀態(tài)機(jī)有多種形式設(shè)計的狀態(tài)機(jī)有多種形式:1、從狀態(tài)機(jī)的信號輸出方式上分有、從狀態(tài)機(jī)的信號輸出方式上分有Mealy型和型和Moore型；型；2、從結(jié)構(gòu)上分，有單進(jìn)程和多進(jìn)程狀態(tài)機(jī)；、從結(jié)構(gòu)上分，有單進(jìn)程和多進(jìn)程狀態(tài)機(jī)；3、從表達(dá)方式上分有符號化狀態(tài)機(jī)和確定狀態(tài)編碼的狀態(tài)機(jī)、從表達(dá)方式上分有符號化狀態(tài)機(jī)

14、和確定狀態(tài)編碼的狀態(tài)機(jī) 符號化的狀態(tài)機(jī)：符號化的狀態(tài)機(jī)： 所謂符號化的狀態(tài)機(jī)，就是在程序的說明部分使用所謂符號化的狀態(tài)機(jī)，就是在程序的說明部分使用TYPE語句定語句定義枚舉類型，其元素用狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)名來定義。狀態(tài)變量（義枚舉類型，其元素用狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)名來定義。狀態(tài)變量（如狀態(tài)機(jī)如狀態(tài)機(jī)的現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的現(xiàn)態(tài)和次態(tài)）定義為變量或信號，并將狀態(tài)變量的數(shù)據(jù)類型定義為）定義為變量或信號，并將狀態(tài)變量的數(shù)據(jù)類型定義為含有既定狀態(tài)元素的枚舉類型。含有既定狀態(tài)元素的枚舉類型。 當(dāng)使用多進(jìn)程結(jié)構(gòu)時，便于信息的傳遞，要將狀態(tài)變量定義為信當(dāng)使用多進(jìn)程結(jié)構(gòu)時，便于信息的傳遞，要將狀態(tài)變量定義為信號。號。Architec

15、ture isArchitecture isType FSM_ST is ( S0, S1, S2, S3 );Type FSM_ST is ( S0, S1, S2, S3 );Signal current_state , next_state : FSM_ST;Signal current_state , next_state : FSM_ST; 符號化的狀態(tài)機(jī)：符號化的狀態(tài)機(jī)：本章重點介紹本章重點介紹單進(jìn)程單進(jìn)程、雙進(jìn)程雙進(jìn)程和和三進(jìn)程三進(jìn)程的狀態(tài)機(jī)。的狀態(tài)機(jī)。單進(jìn)程：單進(jìn)程：把狀態(tài)類型和狀態(tài)變量的定義放在進(jìn)程的說明部分，將把狀態(tài)類型和狀態(tài)變量的定義放在進(jìn)程的說明部分，將狀態(tài)變量定義為變

16、量類型；狀態(tài)變量定義為變量類型；雙進(jìn)程：雙進(jìn)程：將將組合邏輯部分組合邏輯部分和和時序邏輯部分時序邏輯部分分開描述，放在結(jié)構(gòu)分開描述，放在結(jié)構(gòu)體的說明部分；體的說明部分；三進(jìn)程：三進(jìn)程：將組合邏輯部分再分為將組合邏輯部分再分為產(chǎn)生次態(tài)的組合邏輯部分產(chǎn)生次態(tài)的組合邏輯部分和和產(chǎn)生輸出的組合邏輯部分產(chǎn)生輸出的組合邏輯部分，與，與時序邏輯部分時序邏輯部分一起放在結(jié)一起放在結(jié)構(gòu)體的說明部分。構(gòu)體的說明部分。 要求設(shè)計一套交叉路口交通信號燈，該路口有一條交通干線與支線，支線上裝有傳感器，當(dāng)支線有車通過時，傳感器輸出信號CAR1。正常的工作狀態(tài)是干線亮綠燈，支線亮紅燈；當(dāng)CAR1時，干線亮紅燈，支線亮綠燈，

17、并開始計時，START_TIMER1，當(dāng)計時結(jié)束，即信號TIMED1時，重新回到正常工作狀態(tài)（干線亮綠燈，支線亮紅燈）。我們用下面的例子來說明符號化的狀態(tài)機(jī)。我們用下面的例子來說明符號化的狀態(tài)機(jī)。1. 根據(jù)設(shè)計要求，我們先確定系統(tǒng)的輸入：根據(jù)設(shè)計要求，我們先確定系統(tǒng)的輸入： clock,car,timed.2. 然后確定系統(tǒng)的輸出：然后確定系統(tǒng)的輸出： start_timer; major_green,minor_green. (枚舉類型枚舉類型)3. 分析系統(tǒng)所有可能出現(xiàn)的狀態(tài)：分析系統(tǒng)所有可能出現(xiàn)的狀態(tài)： state=Gmajor_green=1,minor_green=0; state=

18、Rmajor_green=0,minor_green=1;4. 根據(jù)題意，畫出根據(jù)題意，畫出ASM圖：圖：設(shè)計步驟：設(shè)計步驟：MAJOR=GRNMINOR=REDCARSTART_TIMERMAJOR= RED MINOR= GRNTIMED01GR1. 單進(jìn)程單進(jìn)程狀態(tài)機(jī)：狀態(tài)機(jī)：Process ( clock , timed , car) type state_type is ( G , R ); variable state : state_type;Begin if ( rising_edge(clock) ) then case state is when G = major_gre

19、en=1; minor_green=0; if (car=1) then start_timer major_green=0; minor_green=1; if ( timed =1) then state:=G; end if ; end case; end if;End process; 1. 單進(jìn)程單進(jìn)程狀態(tài)機(jī)：狀態(tài)機(jī)：MAJOR=GRNMINOR=REDCARSTART_TIMEMAJOR= RED MINOR= GRNTIMED01GR單進(jìn)程中狀態(tài)變量可以定義為變量類型，放在進(jìn)程的說明部分單進(jìn)程中狀態(tài)變量可以定義為變量類型，放在進(jìn)程的說明部分一般在進(jìn)程的開頭寫上時鐘有效邊沿的檢測語

20、句。一般在進(jìn)程的開頭寫上時鐘有效邊沿的檢測語句。注意在這里進(jìn)程敏感參數(shù)表中的注意在這里進(jìn)程敏感參數(shù)表中的car和和timed可省去?？墒∪?。Rising_edge(clock)也可以寫成也可以寫成clockevent and clock=1;條件涵蓋不完整的條件涵蓋不完整的if語句會產(chǎn)生寄存器。語句會產(chǎn)生寄存器。這是將時序電路和組合電路混合的系統(tǒng)，有時會引入不必要的這是將時序電路和組合電路混合的系統(tǒng)，有時會引入不必要的寄存器。如果寄存器。如果將描述時序的部分放在具有邊沿檢測條件的將描述時序的部分放在具有邊沿檢測條件的IF語語句或句或wait語句的進(jìn)程中，而將描述組合電路的語句放在普通的語句的進(jìn)

21、程中，而將描述組合電路的語句放在普通的進(jìn)程中，這樣可以有效控制寄存器的引入。進(jìn)程中，這樣可以有效控制寄存器的引入。1. 單進(jìn)程單進(jìn)程狀態(tài)機(jī)：狀態(tài)機(jī)：2. 雙進(jìn)程雙進(jìn)程狀態(tài)機(jī)：狀態(tài)機(jī)：描述一個狀態(tài)機(jī)用兩個進(jìn)程：一個用于產(chǎn)生狀態(tài)寄存器，描述一個狀態(tài)機(jī)用兩個進(jìn)程：一個用于產(chǎn)生狀態(tài)寄存器，另一個用于產(chǎn)生次態(tài)和輸出邏輯。另一個用于產(chǎn)生次態(tài)和輸出邏輯。存儲電路組合邏輯電路x1xnz1zmq1qjy1yk狀態(tài)寄存器輸入輸出次態(tài)現(xiàn)態(tài)次態(tài)邏輯部分輸出邏輯部分Architecture asm2 of traffic is type state_type is ( G , R ); signal present_s

22、tate, next_state : state_type;Begin seq: process （clock) begin if ( rising_edge(clock) ) then present_state=next_state; -次態(tài)是寄存器的輸入次態(tài)是寄存器的輸入 end if ; -條件涵蓋不完整的條件涵蓋不完整的if語句產(chǎn)生狀態(tài)寄存器語句產(chǎn)生狀態(tài)寄存器 end process seq ; -產(chǎn)生狀態(tài)寄存器的進(jìn)程產(chǎn)生狀態(tài)寄存器的進(jìn)程仍以交通燈為例仍以交通燈為例MAJOR=GRNMINOR=REDCARSTART_TIMEMAJOR= RED MINOR= GRNTIMED01G

23、R com: process （present_state, car, timed) begin start_timer major_green=1; minor_green=0; if (car=1) then start_timer=1; next_state=R; else next_state major_green=0; minor_green=1; if ( timed=1) then next_state=G; else next_state=R; end if ; end case; end process com;End asm2; -產(chǎn)生次態(tài)和輸出邏輯的進(jìn)程產(chǎn)生次態(tài)和輸出邏

24、輯的進(jìn)程MAJOR=GRNMINOR=REDCARSTART_TIMEMAJOR= RED MINOR= GRNTIMED01GR2. 雙進(jìn)程雙進(jìn)程狀態(tài)機(jī)：狀態(tài)機(jī)：1.雙進(jìn)程中狀態(tài)變量要定義為雙進(jìn)程中狀態(tài)變量要定義為信號類型信號類型，用于進(jìn)程間信息傳遞；，用于進(jìn)程間信息傳遞；2.可以在產(chǎn)生寄存器的進(jìn)程中加上異步復(fù)位語句，用于確定初始狀態(tài)；可以在產(chǎn)生寄存器的進(jìn)程中加上異步復(fù)位語句，用于確定初始狀態(tài)；3.注意在注意在com進(jìn)程中進(jìn)程中if語句要寫完整語句要寫完整if-else。Seq: process( reset, clock)Begin if reset=1 then present_stat

25、e=G; elsif ( clock=1and clockevent ) then present_state if (car=1) then next_state=R; else next_state if (timed=1) then next_state=G; else next_state=R; end if; end case;End process ns; -產(chǎn)生次態(tài)邏輯的進(jìn)程產(chǎn)生次態(tài)邏輯的進(jìn)程MAJOR=GRNMINOR=REDCARSTART_TIMEMAJOR= RED MINOR= GRNTIMED01GRop: process( car, present_state) -

26、MealyBegin start_timer=0; if ( present_state=G ) then major_green=1; minor_green=0; if (car=1) then start_timer=1; end if ; else major_green=0; minor_green=1; End if;End process op; -產(chǎn)生輸出邏輯的進(jìn)程產(chǎn)生輸出邏輯的進(jìn)程 MAJOR=GRNMINOR=REDCARSTART_TIMEMAJOR= RED MINOR= GRNTIMED01GROp進(jìn)程也可以用并行語句改寫：進(jìn)程也可以用并行語句改寫：Start_tim

27、er=1 when ( present_state=G and car=1) else 0;Major_green=1 when (present_state =G) else 0;Minor_green=1 when(present_state=R ) else 0;注意：注意：用并行語句改寫，不能再使用進(jìn)程用并行語句改寫，不能再使用進(jìn)程 序列檢測器是用來檢測一組或多組序列信號的電路，序列檢測器是用來檢測一組或多組序列信號的電路，要求當(dāng)檢測器連續(xù)收到一組串行碼要求當(dāng)檢測器連續(xù)收到一組串行碼1110010后，輸出為后，輸出為1，否則輸出位否則輸出位0。序列檢測器的。序列檢測器的I/O口設(shè)計如下

28、：口設(shè)計如下：x是串行輸是串行輸入端，入端，z是輸出端是輸出端，當(dāng)，當(dāng)x連續(xù)輸入連續(xù)輸入1110010時時z輸出為輸出為1。 電路需要記憶電路需要記憶8種初始狀態(tài)：種初始狀態(tài)：1、11、111、1110、11100、111001、1110010。(ASM圖見課本圖見課本P.78 圖圖4-24) 注意：注意：并不是在任何狀態(tài)下，一旦接受到的并不是在任何狀態(tài)下，一旦接受到的x不滿足要不滿足要求，就立即回到初始狀態(tài)。求，就立即回到初始狀態(tài)。如：如：當(dāng)當(dāng)x輸入為輸入為.11110010.時，根據(jù)時，根據(jù)ASM圖可知在圖可知在S3狀狀態(tài)接收到態(tài)接收到1，則仍然保持在，則仍然保持在S3狀態(tài)，然后又接收到狀態(tài)，然后又接收到0，在，在跳到跳到s4狀態(tài)，沒有必要在從狀態(tài)，沒有必要在從S0狀態(tài)開始。狀態(tài)開始。具體的具體的VHDL描述參見課本描述參見課本P.78 例例4-5 通過信號互相連接的兩個或兩個以上的狀態(tài)級稱為關(guān)聯(lián)狀態(tài)機(jī)。要求設(shè)計一套交叉路口交通信號燈，該路口有一條交通干線與支線，支線上裝有傳感器，當(dāng)支線有車通過時，傳感器輸出信號CAR1。正常的工作