110序列检测器的设计及仿真实现 (2)
序列信号检测器的设计与实现 实验报告
数字电路与逻辑设计实验实验名称：序列信号检测器的设计与实现学院: 信息与通信工程学院班级: xxxxxxxxxx学号: xxxxxxxxxx班内序号: xx姓名大学霸一、实验课题序列信号检测器的设计与实现二、实验任务及设计要求(1) 熟悉用VHDL语言设计时序逻辑电路的方法。
(2) 熟悉序列信号检测器的设计方法(3) 了解状态机的设计方法用VHDL语言设计实现一个序列信号检测器，当检测到“101”时，输出为“1”；其他情况时，输出为“0”，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。
三、设计思路与过程实验需要4个端口，时钟输入clk，数据输入d_in，输出f。
根据老师的要求后面还加入了时钟显示clk_out来保证数据输入在时钟上升沿之前1、设计思路序列检测器有输入信号d_in和输出信号f。
输入输出的的逻辑关系为：当外部输入x第一个为“1”，外部输出Z为“0”；当外部输入x第二个为“0”，外部输出Z为“0”；当外部输入x第三个为“1”，外部输出Z才为“1”。
要判断输入序列中的一段是否为“101”，电路需要用不同的状态来标记。
假设电路的初始状态A,d_in输入第一个“1”，检测器状态由A转换到B,B代表101序列中的第一个“1”，输出为f=0,如果之后继续输入“1”还会保持在这个状态；d_in输入“0”，检测器由B转换到C,C代表101序列中的“0”，输出f=0；d_in输入第三个值“1”时检测到完整的101序列，输出f=1，同时因为输入为“1”，状态由C又转换回B；如果d_in输入第三个值为“0”，状态由C退回到初始状态A，输出f=0。
以上为序列检测器的功能分析。
由此可以画出序列检测器的状态图状态表如下：2、实验过程(1) 用计算机QuartusII 9.0软件新建工程，新建VHDL，写入程序代码，运行调试直至编译成功。
(2) 新建波形仿真软件，设置endtime,输入输出信号，运行，观察仿真结果确认无误。
序列检测器实验报告
序列检测器设计实验内容：设计一个1110010序列检测器，即检测器检测到序列1110010时，输出为1，否则输出为0。
输入信号：一个时钟输入信号clk；一个输入端x以输入序列来检测；一个输入y用来选择是检测序列1110010或是检测自己输入的序列；一个输入k(7..0)用来输入想要检测器检测的序列；输出信号：一个7位输出信号q，用来输出正在检测的7位序列；一个1位输出信号unlk,当被检测序列符合时，输出unlk为1否则为0；中间信号：再定义两个7位的中间信号a和combination;执行操作：在上升的时钟沿时候，将从x输入的序列赋给7位a，在y等于1的情况下，令中间信号combination为1110010，否则，在y等于0的情况下，令中间信号combination为从k输入的七位长序列。
最后把a的值赋给q，如果a与combination输出unlk等于1否则等于0。
（1）序列检测器语言设计：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;entity xulie2 isport (clk,x:in std_logic;y:in std_logic;k:in std_logic_vector(7 downto 1);unlk:out std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 1)); end xulie2;architecture art of xulie2 issignal a:std_logic_vector(7 downto 1);signal combination: std_logic_vector(7 downto 1);beginprocess(clk)beginif clk'event and clk='1' thena<=a(6 downto 1)&x;if y='1' thencombination<="1110010";else combination<=k;end if;end if;q<=a;end process;unlk<='1' when(a=combination) else '0';end art;序列检测器波形图：其中ENDTIME=10.0us GRIDSIZE=100.0ns波形图分析：如图，选择输入端y输入为1时，q对应着输出从x输入的7位序列，如果从x输入的待检测的7位序列为1110010时，unlk为1，否则为0，当选择输入端y输入为0时，q依旧对应着输出从x输入的待检测的当前7为序列，但是只有当从x输入的7为序列与从k输入的7位序列一致时，输出端unlk才为1，否则为0。
VHDL序列检测器
作业一：序列检测器（1110010）1 设计功能与要求(1) 利用有限状态的状态机设计一个序列检测器，序列检测器要检测的序列设定为“”。
(2) 根据设计功能和要求运用VHDL硬件描述语言进行设计编程，并且画出序列检测器的原理流程图。
(3) 对设计的序列检测器程序进行仿真，并予以分析和说明。
2 设计思路序列检测器的设计是采用VHDL硬件描述语言设计程序，对预先设置的序列信号进行检测。
序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的相同，则输出1，否则输出0。
设计采用有限状态机来实现序列检测器。
3 原理流程图根据预先设置的序列信号“”，根据有限状态机的原理进行编程，设计出符合要求的八状态的状态机的序列检测器，原理流程说明如下图。
如图所示，假设状态机的初始状态为S1，当输入信号为“1”时，进入S2状态；为“0”还是在S1状态。
在S2状态下，如果输入信号为“1”，则进入S3状态，为“0”则返回S1状态。
在S3状态下，如果输入信号为“1”，则进入S4状态，为“0”则返回S1状态。
在S4状态下，如果输入信号为“0”，则进入S5状态，为“0”还是在S4状态。
在S5状态下，如果输入信号为“0”，则进入S6状态，为“1”则进入S2状态。
在S6状态下，如果输入信号为“1”，则进入S7状态，为“0”则返回S1状态。
在S7状态下，如果输入信号为“0”，则进入S8状态，为“1”则进入S3状态。
在S8状态下，如果输入信号为“1”，则进入S2状态，为“0”则返回S1状态，并输出序列信号1110010。
4 序列检测器VHDL程序代码在序列检测器的程序代码中采用cin表示输入序列信号，clr为复位控制信号，clk为时钟信号，cout为输出信号。
当检测到序列信号中出现““序列的时候，cout输出为高电平，否则为低电平，详细程序代码如下。
library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity sq_det isport(cin,clr,clk:in std_logic;cout:out std_logic);end sq_det;architecture behav of sq_det istype state is(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8);signal c_state,n_state:state;beginprocess(clk,clr)beginif(clr='1')thenc_state<=s1;elsif(clk'event and clk='1')then c_state <=n_state;end if;end process;process(c_state,cin)begincase(c_state) iswhen s1=>cout<='0';if(cin='1')thenn_state<=s2;elsen_state<=s1;end if;when s2=>cout<='0';if(cin='1')thenn_state<=s3;elsen_state<=s1;end if;when s3=>cout<='0';if(cin='1')thenn_state<=s4;elsen_state<=s1;end if;when s4=>cout<='0';if(cin='1')thenn_state<=s4;elsen_state<=s5;end if;when s5=>cout<='0';if(cin='1')thenn_state<=s2;elsen_state<=s6;end if;when s6=>cout<='0';if(cin='1')thenn_state<=s7;elsen_state<=s1;end if;when s7=>cout<='0';if(cin='1')thenn_state<=s3;elsen_state<=s8;end if;when s8=>cout<='1';if(cin='1')thenn_state<=s2;elsen_state<=s1;end if;end case;end process;end architecture behav;5 仿真结果与说明序列检测器程序仿真结果如下图，cin为输入序列信号，clr为复位控制信号，高电平复位清零准备进入工作状态，clk为时钟信号，cout为输出信号。
采用状态机设计方法设计的1101序列检测
S2: if(D==1'b0) present_state<=S3; else present_state<=S2;
S3:
if(D==1'b1) present0; S4:
if(D==1'b1) present_state<=S2; else present_state<=S0; default:present_state<=S0; endcase
end //输出与状态寄存器的逻辑关系 assign Q=present_state[4]&~present_state[3]&~present_state[2]&~present_state[1]&~present_state[0]; endmodule
在BASYS 2开发板上的管脚配置如下，最后 一句不能缺： NET "clk" LOC = C11; NET "rest" LOC = G12; NET "D" LOC = P11; NET "Q" LOC = M5; NET "present_state[4]" LOC = G1; NET "present_state[3]" LOC = P4; NET "present_state[2]" LOC = N4; NET "present_state[1]" LOC = N5; NET "present_state[0]" LOC = P6; NET "clk" CLOCK_DEDICATED_ROUTE = FALSE;
always #10 clk=~clk; initial begin #8;D=1; #20;D=1; #20;D=0; #20;D=1; #20;D=1; #20;D=1; #20;D=0; #20;D=0; #20;D=1; #20;D=0; #20;D=0; end endmodule
110序列检测器仿真报告
Lab 110序列检测器仿真1.实验目的学会序列检测的设计，学会modelsim的使用，熟悉用Quartus编译Verilog语言的方法，熟悉DEO板的操作。
2.实验内容1）用HDL语言的输入方式，实现110序列检测器。
2）用modelsim进行仿真。
3）用DE0下载并进行测试。
3.代码分析1）该实验使用状态机进行设计，使用两个always语句，一个作为时序逻辑，另一个作为组合逻辑，其结构图为2）首先定义输入输出变量和中间变量：module test110(data_in,data_out,Q,cp,en);output data_out,Q; //定义输出变量；input data_in,cp,en; //定义输出变量；reg data_out; //定义中间变量；reg[1:0]pres_state,next_state; //定义两个时态；wire Q; //定义wire型中间变量；parameter s0=2'd0,s1=2'd1,s2=2'd2; //指定状态编码；3）第一个always语句实现时序逻辑功能：fenpinqi(Q,cp); //调用分频器，改变时钟信号；always@(posedge Q or negedge en) //采用边沿触发；if(~en)pres_state<=s0; //清零；else pres_state<=next_state; //在Q上升沿触发器状态翻转；4）第二个always语句实现组合逻辑功能：always@(pres_state or data_in) //电平触发事件Beginnext_state<=2' xx; //定义输出为零data_out=1'b0;case(pres_state) //判断条件为现态的状态，对各状态值惊醒判断，并输出值s0:next_state<=(data_in==1)?s1:s0;s1:next_state<=(data_in==1)?s2:s0;s2:beginnext_state<=(data_in==1'b1)?s2:s0;if(data_in==1'b0)data_out=1'b1;endendcaseendendmodule5)所调用的分频器的模块：module fenpinqi(Q,CP);output Q; //定义输出端口input CP; //定义输入端口wire [32:0]A; //定义中间变量counter(A,CP); //调用计数器进行计数D_FF(Q,~Q,CP,A); //调用D触发器是信号发生翻转endmodulemodule counter(Q,CP); //计数器，每第25M个信号发生一次变化output Q[32:0]; //定义输出端口input CP; //定义信号输入端口reg[32:0]Q; //定义中间变量always@(posedge CP) //采用边沿触发if(Q==33'd2*******)Q<=33'd0;//每25M作为一个计数周期else Q<=Q+1'd1; //Q自增并输出endmodulemodule D_FF(Q,D,CP,CR); //D触发器output Q; //定义输出端input D,CP; //定义输入端及D信号输入input [32:0]CR; //定义输入变量reg Q; //定义中间变量always@(posedge CP) //采用边沿触发if(CR==0)Q<=D; //将D值赋给Qelse Q<=Q; //Q保持不变endmodule4.实验步骤1)打开Quartus软件，选择“File=>New Project Wizard”，在弹出的窗口中输入项目的名称和存储位置。
EDA设计实验_序列检测器-
实验题目：设计串行数据检测器实验说明：设计一个“1101”串行数据检测器。
使得但输出序列中出现“1001”时，结果中就输出1。
输入/输出如下所示：输入x：000 101 110 011 011 101 101 110 101输出z：000 000 000 010 010 000 001 000 000实验分析：初始状态设为s0，此时检测数据序列为“0000”，当再检测到一个0时，仍为s0，当检测到1时，进入下一个状态s1，此时序列为“0001”；当在状态s1检测到0时，进入到状态s2，此时序列为“0010”，当检测到1时，仍为s1；当在状态s2检测到0时，进入到状态s3，此时序列为“0100”，当检测到1时，进入s1；当在状态s3检测到0时，进入s0，当检测到1时，进入状态s4，此时序列为“1001”，结果输出为1；当在s4检测到0时，进入状态s2，当检测到1时，进入状态s1。
状态图如下：实验代码：module sjjcq10_3(x,z,clk,reset,state);input x,clk,reset;output z;output[2:0]state;reg[2:0]state;reg z;parameter s0='d0,s1='d1,s2='d2,s3='d3,s4='d4;always@(posedge clk)beginif(reset)begin state<=s0;z<=0;endelsecasex(state)s0: beginif(x==0) begin state<=s0;z<=0;endelse begin state<=s1;z<=0;endends1: beginif(x==0) begin state<=s2;z<=0;endelse begin state<=s1;z<=0;endends2:beginif(x==0) begin state<=s3;z<=0;endelse begin state<=s1;z<=0;endends3:beginif(x==0) begin state<=s0;z<=0;endelse begin state<=s4;z<=1;endends4:beginif(x==0) begin state<=s2;z<=0;endelse begin state<=s1;z<=0;endenddefault: state<=s0;endcaseendendmodule实验仿真波形：分析：每当到达状态四即s4，此时检测序列为“1101”，输出即为1.。
序列信号检测器的设计与实现 数电实验报告
数字电路与逻辑计实验报告序列信号检测器的设计与实现一、课题名称：序列信号检测器的设计与实现二、实验目的：（1）熟悉用VHDL语言设计时序逻辑电路的方法；（2）熟悉序列信号检测器的设计方法；（3）了解状态机的设计方法。
三、实验所用仪器及元器件：（1）计算机（2）直流稳压电源（3）数字系统与逻辑设计实验开发板四、实验内容：用VHDL语言设计实现一个序列信号检测器，当检测到“101”时，输出为“1”；其他情况时，输出为“0”，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。
五、设计思路与过程：第1步，画出原始状态图和状态表。
根据任务书要求，设计的序列检测器有一个外部输入x和一个外部输出Z。
输入和输出的逻辑关系为：当外部输入x第一个为“1”，外部输出Z为“0”；当外部输入x第二个为“0”，外部输出Z为“0”；当外部输入x第三个为“1”，外部输出Z才为“1”。
假定有一个外部输入x序列以及外部输出Z为:输入x： 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1输出Z： 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1要判别序列检测器是否连续接收了“101”，电路必须用不同的状态记载外部输入x的值。
假设电路的初始状态为A，x输入第一个值“1”，检测器状态由A装换到B，用状态B记载检测器接受了101序列的第一个值“1”，这时外部输出Z=0；x输入“0”，检测器状态由B装换到C，用状态C记载检测器接受了101序列的第二个值“0”，外部输出Z=0；x输入第三个值“1”，检测器状态由C装换到D，外部输出Z=1。
然后再根据外部输入及其他情况时的状态转移，写出相应的输出。
以上分析了序列检测器工作，由此可画出图一所示的原始状态图。
根据原始状态图可列出原始状态表，如表一所示。
0/0图一原始状态图表一：原始状态表第2步，在对原状态表进行简化，从状态表就可以看出B 、D 两个状态为等价状态。
从而可得简化后的状态表表二和状态图图二：图二 简化状态图表二：简化后的状态表第3步，状态分配：给A 分配编码00，B 分配01，C 分配11，则可得状态转移表三：表三：简化后的状态转移表第4步，选择存储器的类型，确定存储电路的激励输入： 选择使用D 触发器来完成此任务。
序列检测器设计实践报告
序列检测器设计实践报告一、引言序列检测器是现代通信系统中的关键组件之一，它能够检测出接收到的数据序列是否符合特定规则或模式。
在本次实践中，我们通过使用Verilog HDL 语言和ModelSim 软件，成功设计了一个基于有限状态机的序列检测器。
本报告将详细介绍设计实践的目标、设计思路、实现过程以及结果与分析。
二、设计目标本次实践的设计目标是设计一个序列检测器，其输入为一串二进制数据序列，输出为判断该数据序列是否符合预定的模式。
具体要求如下：1. 输入数据序列长度为N。
2. 设计的状态机模型能够正确判断数据序列是否匹配给定的模式。
3. 能够根据实际需要，设计一个可重用的序列检测器。
三、设计思路为了实现序列检测器，我们采用了有限状态机（Finite State Machine）的设计方法。
基于有限状态机的序列检测器通常包含以下几个关键部分：1. 状态寄存器（State Register）：用于保存当前状态的寄存器。
2. 状态转移逻辑（State Transition Logic）：用于根据当前状态和输入决定下一状态。
3. 输出逻辑（Output Logic）：用于根据当前状态和输入决定输出。
在本次实践中，我们根据识别特定序列的要求设计了一个有限状态机模型。
具体步骤如下：1. 根据给定的数据序列模式，分析出可能的状态数以及状态转移条件。
2. 基于状态数和状态转移条件，设计状态转移表和状态转移条件的真值表。
3. 使用Verilog HDL语言，将状态寄存器、状态转移逻辑和输出逻辑实现为模块。
4. 将各个模块组合在一起，以实现完整的序列检测器。
四、实现过程1. 建立状态转移表和真值表根据给定的数据序列模式，我们设定了以下状态：- `S0`：初始状态；- `S1`：序列开始状态；- `S2`：序列匹配状态；- `S3`：序列不匹配状态。
根据分析，我们得到以下状态转移表和状态转移条件的真值表：状态/输入0 1S0 S1 S0S1 S2 S0S2 S2 S3S3 S1 S0状态/输入输出-S2 1S3 02. 实现Verilog HDL模块我们根据状态转移表和真值表，用Verilog HDL语言实现了状态寄存器、状态转移逻辑和输出逻辑。
110序列检测器的设计及仿真实现
题目：设计 110 序列检测器，当输入信号时输出，否则一、设计思路我们采用 Moore 机完成这个功能。
对于触发器的选择，为了简便我们选用 D触发器以及基本的门电路完成基本设计。
二、时钟同步状态机1根据题目要求我们得到下面的状态图状态表示的意义Q X=0X=1输出 Z 等待 1 的出现A A B0出现 1B A C0出现 11C D C0出现 110D A B1Q*2转移输出表Q0 Q1输入 X输出 ZX=0X=10000010010011011101101000011Q0 Q13状态图如图：通过卡诺图化简可得转移方程：输出方程：Q0 =Q0Q1Q1 X Q1XZ Q0Q1我们选择 D 触发器作为记忆电路部分由 D 触发器的特征方程 : Q D得激励方程： D 0=Q0Q1Q1XD1X三、 Verilog 程序如下：module shiyan2 (clk,x,z);input clk,x;output z;wire[1:0] state;wire[1:0] excite;nextlogic u1(x,state,excite); statememory u2(clk,excite,state); outputlogic u3(state,z); endmodulemodule statememory (clk,d,q); input clk;input[1:0] d;output[1:0] q;reg[1:0] q;always @ (posedge clk) begin q <= d;endendmodulemodule nextlogic (x,q,d);input x; input[1:0] q;output[1:0] d;assign d[0]=(q[1]&q[0])|(q[1]&x); assign d[1]=x;endmodulemodule outputlogic (q,z); input[1:0] q;output z;assign z=(!q[1])&q[0]; Endmodule四、仿真结果及电路图得到功能仿真结果为：时序仿真结果为：利用程序生成的电路图为从电路图和仿真结果来看这次的仿真能够完全达到题目的要求。
lab10_0101序列检测器仿真(ModelSim)
0101序列检测器仿真（ModelSim）1.实验目的熟悉Modelsim仿真软件的使用方法，了解状态机的建模方法，使用ModelSim仿真QuartusII工程。
2.实验内容●用HDL语言的输入方式，实现0101/110序列检测器。
●用modelsim进行仿真●下载至DE0开发板上观察实验结果3.代码分析（以0101序列检测器为例）1)状态图如下：图3.1 0101（左）/110（右）序列检测状态图2)主模块中首先定义了本次实验的所有输入输出接口及各个状态。
其中，因为有4种状态，所以current为2位。
//0101 Sequential detectormodule lab1a (vin,cp,ncr,vout);input vin,cp,ncr;output vout;reg vout;reg [1:0] current,next;parameter s0=2'b00,s1=2'b01,s2=2'b10,s3=2'b11;3)然后设置异步清零，在cp上升沿则沿触发器状态翻转。
always @(posedge cp or negedge ncr)beginif (~ncr)current <= s0;elsecurrent <= next;end4)接着编写组合逻辑部分，设定下一状态产生和输出的信号。
always @(current or vin)beginnext=2'bxx;case (current)s0:begin next = (vin==1)?s0:s1; ends1:begin next = (vin==1)?s2:s1; ends2:begin next = (vin==1)?s0:s3; ends3:begin next = (vin==1)?s2:s1; endendcaseend5)最后为输出部分，本程序中设置让输出信号经过一个寄存器再输出，可以消除vout信号中的毛刺。
1011序列检测器
综合设计性实验报告题目：学生姓名：学号：班级：指导教师：学期：2010——2011第2学期目录一基本知识点 (1)二实验器件 (1)三设计思路 (1)四设计过程 (2)（一）三位二进制减法计数器（无效状态000,001）（二）5五引脚功能 (9)六逻辑电路图： (11)七实验结果波形图 (12)八设计心得体会 (12)一基本知识点1、掌握时序电路的设计方法和步骤2、掌握触发器的设计与应用3、掌握移位寄存器的原理与应用4 熟悉集成电路的引脚排列；5 掌握芯片的逻辑功能及使用方法；6 了解序列产生及检测器的组成及工作原理7 会在EWB软件上进行仿真；二实验器件1、移位寄存器74LS194 1片2、负边沿JK触发器74LS112 1片3四输入与非门74LS20 1片4、六输入非门74LS05 1片5 电源一个6 地线一个7 与门，或门，非门若干个8 时钟脉冲一个三设计思路1作原始状态表。
根据给定的电路设计条件构成原始状态表和状态转化图2状态表的简化。
原始状态表通常不是最小化状态表，它往往包括多余的状态，因此必须首先对它进行简化。
3状态分配。
即对简化后的状态给以编码。
这就要根据状态数确定触发器的数量并对每个状态指定一个二进制数构成的编码。
4根据给定的电路设计条件选择触发器根据5 作激励函数和输出函数。
根据选用的触发器激励表和电路的状态表，综合出电路中各触发器的激励函数和电路的输出函数。
⑸6画逻辑图，并检查自启动功能四设计过程（一）101101001信号发生器的设计设计一个信号序列发生器，在产生的信号序列中，含有“1011”信号码，要求用一片移位寄存器，生成信号序列“10110100”，其中含有1011码，其设计按以下步骤进行：、、1本实验所用仪器为移位寄存器74LS194，确定移存器的位数n。
因M=9，故n≥4，用74LS194 的四位。
2确定移存器的九个独立状态。
将序列码101101001按照每四位一组，划分为九个状态，其迁移关系如下所示：3作出状态转换表及状态转换图如下：4 画出状态转化图5 根据以上转化图，画出卡诺图6 利用以上卡诺图将化简，得到D0 =／Q3／Q0+／Q3Q2／Q17根据74LS194功能,将D0作为输入,在Q0端即得到所要的101101001 序列.（二）101101001序列信号检测器的设计用负边沿J-K触发器74LS112，设计一个“1011”序列检测器。
设计序列检测器
特异性
检测器在非目标序列存在时的 抗干扰能力，即区分不同序列 的能力。
实时性
检测器对输入信号的响应速度 ，包括处理延迟和吞吐量等指 标。
可靠性
检测器在长时间运行过程中的 稳定性和一致性，以及误报率
和漏报率等性能表现。
03
序列检测器的设计方法
基于状态机的设计方法
状态定义
01
根据待检测序列的特性，定义状态机的各个状态，包括初始状
态、中间状态和终止状态。
状态转移
02
设计状态之间的转移条件，使得状态机能够按照待检测序列的
顺序进行状态转移。
输出逻辑
03
在终止状态设置相应的输出逻辑，以便在检测到目标序列时产
生相应的输出信号。
基于特征方程的设计方法
特征方程
根据待检测序列的特性，构造一个特征方程，用于描 述序列的规律。
序列生成
利用特征方程生成待检测序列，并将其与输入序列进 行比较。
序列检测器的定义和应用
定义
序列检测器是一种计算机程序或算法， 用于在输入序列中搜索和识别特定的 子序列或模式。
01
网络安全
在网络流量中检测特定的攻击模式或 恶意代码，用于网络安全防护和入侵 检测。
05
02
基因组学
在基因序列中检测特定的基因或突变， 用于疾病诊断和治疗。
03
蛋白质组学
在蛋白质序列中检测特定的功能域或 结构，用于蛋白质功能和相互作用的 研究。
为了满足不同用户的需求，未来 的序列检测器将提供更加灵活的 可定制化设计，允许用户根据自 己的需求进行个性化配置和定制。
感谢观看
THANKS
在生物医学领域的应用
1 2
序列检测器的设计实验报告
序列检测器的设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计一个能够检测特定序列的数字逻辑电路，即序列检测器。
通过设计和实现这个电路，深入理解数字电路的基本原理和设计方法，掌握状态机的概念和应用，提高逻辑分析和电路设计的能力。
二、实验原理序列检测器是一种能够在输入数据流中检测特定序列的电路。
它通常由状态机实现，状态机根据输入的变化在不同的状态之间转移，并在特定的状态下输出检测结果。
以检测序列“1011”为例，我们可以定义以下几个状态：状态 S0：初始状态，等待输入。
状态 S1：接收到“1”，等待下一个输入。
状态 S2：接收到“10”，等待下一个输入。
状态 S3：接收到“101”，等待下一个输入。
状态 S4：接收到“1011”，输出检测成功信号。
根据状态转移和输出的规则，可以画出状态转移图，并根据状态转移图设计相应的逻辑电路。
三、实验设备与器材1、数字电路实验箱2、逻辑门芯片（如与门、或门、非门等）3、示波器4、电源四、实验步骤1、分析设计要求，确定状态转移和输出规则，画出状态转移图。
2、根据状态转移图，列出状态转换表，确定每个状态下的输入和输出。
3、使用卡诺图或其他逻辑化简方法，对状态转换表进行化简，得到最简的逻辑表达式。
4、根据逻辑表达式，选择合适的逻辑门芯片，在实验箱上搭建电路。
5、连接电源和示波器，对电路进行测试。
输入不同的序列，观察输出是否符合预期。
五、实验电路设计以下是检测序列“1011”的逻辑电路设计：状态变量定义：设当前状态为 Q1Q0，其中 Q1 为高位，Q0 为低位。
状态转移方程：Q1(n+1) ＝ Q1Q0 ＋ XQ1' （其中 X 为输入）Q0(n+1) ＝ XQ0' ＋ Q1Q0输出方程：Y ＝ Q1Q0X根据上述方程，使用与门、或门和非门搭建电路。
六、实验结果与分析在实验中，输入了不同的序列，包括“1011”以及其他随机序列。
通过示波器观察输出，当输入序列为“1011”时，输出为高电平，表示检测成功；当输入其他序列时，输出为低电平，表示未检测到目标序列。
实验四序列检测器的设计
实验四序列检测器的设计
1、实验目的
本实验旨在研究设计并实现一个序列检测器，以检测特定的序列。
2、实验原理
序列检测器是用于检测特定的数据序列的一种设备或系统，其基本原
理是将待检测的序列与一个预设的序列（此序列也称为模式序列）进行比较，来检测一个输入序列是否与预设序列一致。
当输入序列的每一位都与
模式序列的相应位相同时，则表明输入序列与模式序列一致；若输入序列
的每一位都与模式序列的相应位不同，则表明输入序列与模式序列不一致。
3、实验设备
实验所需要的器材有：一台计算机，一个FPGA开发板，一块存储器，一把键盘，一把鼠标，一块示波器，以及一些连接线。
4、实验步骤
（1）硬件设计：在FPGA开发板上连接各种外围设备，使它们之间建
立通讯链路并实现数据传输；
（2）软件设计：根据数据的传输原理，设计序列检测器的算法，并
编写相应的VHDL源程序；
（3）编译程序：使用QuartusII或Xilinx ISE等编程软件，将
VHDL源程序编译为可烧录的二进制文件；
（4）烧录程序：将编译好的二进制文件烧录至FPGA开发板上；
（5）操作程序：使用FPGA开发板。
1011序列发生器和检测器的设计实现
1011序列发生器和检测器的设计实现摘要序列信号是指在同步脉冲作用下循环地产生一串周期性的二进制信号.能产生这种信号的逻辑器件就称为序列信号发生器.根据结构不同,它可分为反馈移位型和计数型两种.1.移位型序列信号发生器的组成移位型序列信号发生器是由移位寄存器和组合电路两部分构成，组合电路的输出，作为移位寄存器的串行输入。
由n位移位寄存器构成的序列信号发生器所产生的序列信号的最大长度为：P=2n2.计数型序列信号发生器组成与特点计数型序列信号发生器能产生多组序列信号,这是移位型发生器所没有的功能.计数型序列信号发生器是由计数器和组合电路构成的，序列的长度P就是计数器的模数。
3.D触发器构成的序列信号发生器序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出1，否则输出0。
由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的，这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列，知道在连续的检测中所收到的每一位码都与预置数的对应码相同。
在检测过程中，任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。
我们采用的是计数型序列信号发生器。
利用计数器与数据选择器构成1011序列发生器，1011序列检测器——上面的输出端，接入一个74LS194移位寄存器再接一个4输入与门，数字0那端输入前加一个非门，这样检测到1011时输出1，其余结果均输出0.然后并用MUX+plus2进行仿真。
关键字1011，序列发生器，检测器，74LS194，数据选择器，74LS163,74LS151一. 总设计序列检测器也称为串行数据检测器，它在数据通讯，雷达和遥测等领域中用于检测同步识别标志，是一种用来检测一组或多组序列信号的电路。
本文输入的序列信号由计数器和数据选择器组成的序列信号发生器提供。
74LS194 74LS163计数器是一种含有若干个触发器、并按预定顺序改变各触发器的状态，累计输入脉冲个数的数字电路。
11100111的序列检测器
《电子设计基础》课程报告设计题目：序列检测器学生班级：电气1101学生学号：20115122学生姓名：代涛指导教师：刘春梅时间：2013/6/28一、 设计任务用D 触发器设计一个11100111的序列检测器。
二、设计要求用D 触发器设计序列检测器。
三、 设计内容1、设计思想由课程设计的题目可知，该电路输入为序列号，所以还需一个序列发生器，输出为脉冲信号，最后安一个LED 灯来检测脉冲。
由于输入序列号为8位的，所以需要3个D 触发器。
2、设计说明该电路的元器件主要由D 触发器，与、非、或门，电源，LED 灯组成。
输入的序列号经D 触发器和门电路组成的电路输出为脉冲信号，当输入的序列号为11100111就会产生高电平，使LED 灯亮。
3、系统方案由于方便，我令A=000，B=001，C=010，D=011，E=100，F=101，G=110，H=111。
X 为输入信号，Y 为输出信号。
0/01/1状态转换图从表上可以看出状态D和I是等价状态，可以合并。
所以可以将I一行去n+1根据真值表得到输入的表达式，下面用卡诺图进行化简。
D 2 Q 1 XQ 0 Q 200 01 11 10 00011110D 2=X —Q 2Q —1Q —0+X —Q —2Q 1Q 0+XQ 2Q —1Q 0+XQ 2Q 1Q —D 1 Q 1 XQ 0 Q 2 00 01 11 100001 1110D 1=X(Q 1+Q 0)D 0Q 1 X Q 0 Q 2D0=X(Q1+Q—0)+Q2Q—1Q—0Y=XQ1Q2Q34、设计方案（1）、序列发生器为了仿真能成功，我设计了一个序列发生器。
序列信号是把一组0、1数码按一定规则顺序排列的串行信号，该序列发生器能发出11100111的序列号，为了测试我连了个LED灯，当出现高电平时灯亮。
序列发生器发出的序列波形仿真（2）、序列检测器序列检测器是一种能够检测输入的一串二进制编码，当该二进制码与事先设定的码一致时，检测电路输出高电平，否则输出低电平。
110序列编码检测器的设计
110序列编码检测器的设计设计一个110序列编码检测器。
设计一个序列检测电路，当检测到输入信号出现110的序列编码（按自左至右的顺序）时，电路输出为1，否则输出为0。
指导教师签名：2008年7月 6 日指导教师签名：2008 年7月日验收盖章2008年月日熟悉集成电路的引脚排列。
掌握各种芯片的逻辑功能及使用方法。
了解序列检测器的组成及工作原理。
熟悉序列检测器的设计和制作。
由给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表。
状态简化。
状态分配。
选择触发器类型。
确定激励方程和输出方程组。
画出逻辑图，并检查自启动能力。
（1）由给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表从给定的逻辑功能可知，电路有一个输入信号A和一个输出信号Y，电路功能是对输入信号A的编码序列进行检测，一旦检测到信号A出现连续编码为110序列时，输出为1，检测到其他编码序列，则输出均为0。
设电路的初始状态为a，如图1中大箭头所指。
在此状态下，电路输出Y=0，这时可能的输入有A=0和A=1两中情况。
当CP脉冲相应边沿到来时，若A=0，则是收到0，应保持在状态a不变；若A=1，则转向状态b，表示电路收到一个1。
当在状态b时，若输入A=0，则表明连续输入编码为10，不是110，则应回到初始状态a，重新开始检测；若A=1，则进入c，表示已连续收到两个1。
在状态c时，若A=0，表示已收到序列编码110，则输出Y=1，并进入状态d；若A=1,则收到的编码为111，应保持在状态c不变，看下一个编码输入是否为A=0;由于尚未收到最后的0，故输入仍为0。
在状态d，若输入A=0，则应回到状态a，重新开始检测；若A=1，电路应转向状态b，表示在收到110之后又重新收到一个1，已进入下一轮检测；在d状态下，无论A为何值，输出Y均为0。
根据上述分析，可以得出原始状态图和表1所示的原始状态表。
1）nn+1nn+1现态（S）次态/输出（S/Y）现态（S）次态/输出（ S/Y）A=0 A=1 A=0 A=1a a/0 b/0 c d/1 c/0b a/0 c/0 d a/0 b/0 （2）状态化简观察表1现态栏中a和d两行可以看出，当A=0和A=1时，分别具有相同的次态a、b及相同的输出0，因此，a和d是等价状态，可以合并。
设计序列检测器
序列检测器
一. 实验目的
熟悉和掌握时序电路的设计方法。 熟悉和掌握时序电路的设计方法。
二.实验器材
• 根据设计的电路，自行详细地列出 根据设计的电路， 所需要的芯片、电阻、接线路时使用。 备连接线路时使用。
四.实验内容 • 设计一个巴克码1110010序列检测器。 设计一个巴克码1110010序列检测器。 1110010序列检测器 • 设计要求： 设计要求：
对串行输入的序列信号进行检测，当电 对串行输入的序列信号进行检测， 路输入序列连续送入1110010 1110010时 路输入序列连续送入1110010时，检测器 输出为1，指示灯亮；其他情况，检测器 输出为1 指示灯亮；其他情况， 输出都为0 输出都为0。
五.实验要求
• 写出实现巴克码1110010序列检测器的设计 写出实现巴克码1110010序列检测器的设计 1110010 思路，并列出详细的设计过程。 思路，并列出详细的设计过程。 • 画出序列检测器的电路图。 画出序列检测器的电路图。 • 接线验证电路是否符合要求。 接线验证电路是否符合要求。 • 详细说明在设计操作中遇到问题与解决方法。 详细说明在设计操作中遇到问题与解决方法。 • 对实验结果进行分析。 对实验结果进行分析。
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题目：设计110序列检测器，当输入信号时输
出，否则
一、设计思路
我们采用Moore机完成这个功能。
对于触发器的选择，为了简便我们选用D触发器以及基本的门电路完成基本设计。
二、时钟同步状态机
1根据题目要求我们得到下面的状态图
状态表示的意义Q X=0 X=1 输出Z 等待1的出现 A A B 0
出现1 B A C 0
出现11 C D C 0
出现110 D A B 1
*
Q
2 转移输出表
01
Q Q输入X
输出Z
X=0 X=1
00 00 01 0
01 00 11 0
11 10 11 0
10
00
01 1
01Q Q **
3 状态图如图：
通过卡诺图化简可得 转移方程：
00111
=Q Q Q Q X Q X
**+=
输出方程：01Z Q Q •=
我们选择D 触发器作为记忆电路部分 由D 触发器的特征方程: Q D *= 得激励方程：
00111D =Q Q Q X D X
+=
三、Verilog 程序如下： module shiyan2 (clk,x,z); input clk,x; output z; wire[1:0] state;
wire[1:0] excite;
nextlogic u1(x,state,excite); statememory u2(clk,excite,state); outputlogic u3(state,z); endmodule
module statememory (clk,d,q); input clk;
input[1:0] d;
output[1:0] q;
reg[1:0] q;
always @ (posedge clk) begin
q <= d;
end
endmodule
module nextlogic (x,q,d);
input x; input[1:0] q;
output[1:0] d;
assign d[0]=(q[1]&q[0])|(q[1]&x); assign d[1]=x;
endmodule
module outputlogic (q,z); input[1:0] q;
output z;
assign z=(!q[1])&q[0]; Endmodule
四、仿真结果及电路图得到功能仿真结果为：
时序仿真结果为：
利用程序生成的电路图为
从电路图和仿真结果来看这次的仿真能够完全达到题目的要求。