1011序列检测器
设计一个六进制的计数器
设计一个六进制的计数器，需要( )个状态变量。
<答案>4填空题 0.5 2 1在同步时序电路中，如果状态A和状态B等效，状态A和状态C也等效，则状态B和状态C( )<答案>等效填空题 0.3 1 1Mealy型同步时序电路的输出是( ) 和( ) 的函数<答案>输入现态填空题 0.4 1 2时序逻辑电路的特点是( )<答案>具有记忆功能填空题 0.4 2 1时序逻辑电路由( ) 和( )组成<答案>组合电路存储(记忆)部件填空题 0.4 2 2在同一时刻,一个触发器只有两个状态（）<答案>F判断题 0.2 1 0请举例说明“多数表决电路”为什么是一个组合逻辑电路？<答案>以3变量输入电路为例F（A，B，C）= ∑m(3,5,6,7)=AB+AC+BC =AB + AC + BC该电路用4个与非门即可完成，无反馈回路。
由此可以说明“多数表决电路”是一个组合逻辑电路。
分析题 0.4 8 0“计数器”是组合逻辑电路还是时序逻辑电路，举例说明为什么？<答案>A填空题 0.4 2 1在时钟控制触发器中，置位、复位信号、时钟脉冲信号和激励信号各有何作用？<答案>A填空题 0.4 2 1电路的“空翻”是由于触发器所能表示的状态数（）电路所需状态数。
<答案>A填空题 0.4 2 1设计一个六进制同步计数器，至少需要个状态变量。
<答案>A填空题 0.4 2 1一个四选一数据选择器一共有四个输入端和一个输出端。
…………（）<答案>A判断题 0.2 1 0JK触发器在CP脉冲作用下，欲使Q（n+1）=Q n，则输入信号应为（）。
①J=K=1 ②J=Q，K=Q ③J=Q，K=Q ④J=Q，K=1<答案>A选择题 0.4 2 4电路“挂起”是由于触发器所能表示的状态数大于电路所需状态数。
序列(1111)检测器
序列检测器Verilog`timescale 1ns/1nsmodule test_aareg clk,rst;reg[23:0]data;wire[2:0]state;wire z,x;assign x=data[23];always #10 clk=~clk;always@(posedge clk)data={data[22:0],data[23]};initialbeginclk=0;rst=1;#2 rst=0;#30 rst=1; //reset signaldata='b0011_1110_1111_0110_1011; //input signalendaa m0(.x(x),.z(z),.clk(clk),.rst(rst),.state(state));endmodulemodule aa(x,z,clk,rst,state);input x,clk,rst;output z;output[2:0]state;reg[2:0]state; //state registerwire z;parameter IDLE='d0,A='d1,B='d2,C='d3,D='d4;assign z=((state==C&&x==1)||(state==D&&x==1))?1:0;//when "1111"'s last number "1"comes,turn to Calways@(posedge clk)if(!rst)beginstate<=IDLE;endelsecasex(state)IDLE:if(x==1) //the first number is right,mark A beginstate<=A;endelse state<=IDLE;A:if(x==1) //the second number is right,mark B beginstate<=B;endelse state<=IDLE;B:if(x==1) //the third number is right,mark Cbeginstate<=C;endelse //the third number is wrong ,mark IDLE beginstate<=IDLE;endC:if(x==1) //the forth number is rightbeginstate<=D;endelse //the forth number is right,mark IDLE beginstate<=IDLE;endD:if(x==1) //the fivth number is right,mark Ebeginstate<=D; //now output "z"endelse //the fivth number is wrong,mark IDLE beginstate<=IDLE;enddefault:state<=IDLE; //others turn to startendcaseendmodule。
实验十 串行数据序列检测器
上海电力大学《FPGA应用开发》实验报告实验题目：串行数据序列检测器专业：电子科学与技术班级2017142 学号20171719 姓名李国福时间2019.12.16一、实验目的(1)掌握根据设计要求编写源代码。
(2)掌握根据仿真要求编写测试代码。
(3)掌握在Quartus II中调用ModelSim进行仿真。
二、实验任务及要求1.设计要求检测输入的串行数据序列，当检测到输入序列为LED 灯一直熄灭。
完成源代码和测试代码编写，并进行软件仿真和2.设计提示(1)引脚分布图或者基本框图如图 4-70 所示。
图 4-70 串行数据序列检测器引脚分布图(2)输入/输出引脚列表如表 4-15 如所示。
表 4-15 串行数据序列检测器输入/输出引脚列表输入信号序号信号名称位宽端口类型备注1 clk 1 I 系统时钟2 rst 1 I 复位信号3 load 1 I 加载并行数据信号4 in 4 I 并行输入的 4 位序列输出信号1 led 1 O 检测到序列为1011(3)输入/输出的关系Input:clk，rst，load，inOutput:ledIn(3:0)为一个并行输入的 4 位序列，当 load 信号有效时，并行输入被存入移位寄存器 shift_register，接着产生串行序列输出serial_out, 检测到序列 1011 时 led 点亮。
三、实验内容及步骤输入序列 1011 测试能否正确检测，同时验证输入控制键 load 是否工作。
附：仿真波形图与说明如图 4-71 所示。
四、实验总结由于采用并行数据输入，若 load 信号采用按键，加载数据时为避免加入多个输入的并行数据，可以将系统时钟 clk 进行分频得到一个合适的时钟 q（例如周期为 0.1s）。
实验三用状态机实现序列检测器的设计
仿真，分析结果
4、锁引脚
1）根据DE2_pin_assignments文件内容、格式制作 本设计引脚对应文件的引脚锁定文件： XUELIEQI.csv
• 由Processing->generate functional simulation netlist，提取功能仿真的网表
• 由processing -> start simulation 进行功能仿 真，并对结果进行分析。
• 时序仿真
• 由assignments->settings,更改仿真器的设置为 时序仿真：timing
• 双击波形文件下的空白区，得到如下对话框，点 击Noder Finder
弹出下面的对话框，单击List，选中AB、CLK、CLR 、DIN、Q几个端口，单击>_后，点击OK
• 由edit->end time ，设定仿真终止时间为 1us, 选中CLK点击 设置周期是10ns，
并对CLR,DIN作相应设置
• 由assigments->settings，对仿真工具设定为功 能仿真，并将激励文件调入
• 由Processing->generate functional simulation netlist，提取功能仿真的网表
• 由processing -> start simulation 进行功能仿
实验三 用状态机实现序列检测器的设计
任务分析
• 本次实验的核心是：应用有限状态机设计思路， 检测输入的串行数据是否是”11100101”。
使用D触发器设计一个11001序列检测器
使用D触发器设计一个11001序列检测器讨论使用D触发器设计一个11001序列检测器，讨论序列可交迭(Overlap)检测和不可交迭检测在设计上的区别，讨论分别采用Mealy机设计和采用Moore机设计的区别，讨论未用状态的处理问题。
【要求】给出电路原理图或HDL代码，要求进行仿真，并给出仿真结果。
1.原件介绍D触发器（74LS74）、“与”门（74LS08）、“或”门（74LS32）、“非”门（74LS04），集成电路引脚2.设计思路根据要求，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"1"，外部输出Z 为"0"；当外部输入第三个x 为"0"，外部输出Z 为"0"，当外部输入第四个x 为“0”，外部输出Z 为0，当外部输入第五个x 为“1”，输入X 0 1 1 1 0 0 1 0 1 输出Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0要判别序列检测器是否连续接收了"11001"，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"1"，检测器状态由A 装换到B ，用状态B 记载检测器接受了"11001"序列的第一个"1"，这时外部输出Z=0；x 输入第二个"1"，检测器状态由B 装换到C ，用状态C 记载检测器接了“11001”序列的第二个"1"，外部输出Z=0；x 输入第三个"0"，检测器状态由C 装换到D ，外部输出Z=0；x 输入第四个为“0”，检测器状态由D 装换到E ，外部输出Z=0；x 输入第五个为“1”，检测器状态由E 装换到F ，外部输出Z=1。
李昂“101”序列检测器
实验总结：有限状态机实验：“101”序列检测器一、实验目的1.对有限状态机（FSM）做初步了解。
2.熟悉用有限状态机实现“101”序列检测器的功能。
二、实验内容1.Gray编码的“101”序列检测器仿真实验。
2.获取仿真波形图。
3.分析所实现的功能。
三、实验内容与实验步骤“101”序列检测器就是在收到“101”序列后输出一个标示1，否则输出标示0.单过程描述：在单过程描述方式中，将状态机的现态、次态和输出逻辑（CS+NS+OL）放在一个always过程中进行描述。
“101”序列检测器的状态转移图四、实验代码module fsm4_seq101(clk,clr,x,z);input clk,clr,x; output reg z; reg[1:0] state;parameter S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b11,S3=2'b10;/*状态编码，采用格雷（Gray）编码方式*/always @(posedge clk or posedge clr)Begin if(clr) state<=S0; //异步复位，s0为起始状态else case(state)S0:begin if(x) begin state<=S1; z=1'b0;endelse begin state<=S0; z=1'b0;endendS1:begin if(x) begin state<=S1; z=1'b0;endelse begin state<=S2; z=1'b0;endendS2:begin if(x) begin state<=S3; z=1'b0;endelse begin state<=S0; z=1'b0;endendS3:begin if(x) begin state<=S1; z=1'b1;endelse begin state<=S2; z=1'b1;endenddefault:begin state<=S0; z=1'b0;end /*default语句*/ endcaseendendmodule。
FPGA实验报告10--0101序列检测器
Lab 10 0101序列检测器仿真集成1101班1.实验目的熟悉用Modelsim进行波形仿真的方法。
掌握用Verilog HDL 语言描述0101序列检测器的方法。
熟悉用Verilog HDL 语言编写testbench。
2.实验内容a)理解并掌握状态机与testbench的描述方法。
b)使用Modelsim软件得到仿真波形。
c)使用DE0开发板下载。
3.代码分析状态机描述定义模块名与输入输出，clk为时钟信号，rst为控制信号，seq 为待检测信号；输出是det.同时定义了四个状态（独热码）s0,s1,s2,s3;和reg型变量state,next_state.module seqdet(clk,rst,seq,det);input clk;input rst;input seq;output det;parameter s0=4'h1;parameter s1=4'h2;parameter s2=4'h4;parameter s3=4'h8; // 独热码reg det;reg [3:0] state, next_state状态转移：当rst=1时，state初始化为s0状态；当rst=0时，state的状态随着驱动变化。
always@(posedge clk) beginif(rst)state <= s0;elsestate <= next_state;end状态驱动：随着待检测信号的变化，状态在s0,s1,s2,s3之间变化，最终影响输出。
a lways @(posedge clk) begincase(state)s0: next_state=((seq==1)?s0:s1);s1: next_state=((seq==1)?s2:s1);s2: next_state=((seq==1)?s0:s3);s3: next_state=((seq==1)?s0:s1);default: next_state=((seq==1)?s0:s1);endcaseend输出：当现态state=s3时，det=1，即检测到一个0101序列。
101序列检测器原理
101序列检测器原理你想啊，就像我们在生活里找东西一样，这个序列检测器呢，就是在一堆数字或者信号里找特定的“宝贝”，这个宝贝就是101这个序列啦。
那它到底是怎么做到的呢？这就像是一场超级有趣的寻宝游戏呢。
我们先得有个小“机关”，这个机关就是状态机啦。
状态机就像是一个有着不同状态的小机器人，它可以在不同的情况下做出不同的反应。
比如说，最开始的时候，它有个初始状态，就像是小机器人在休息，啥都还没开始找呢。
当它接收到第一个信号的时候，如果这个信号是1，那它就会进入一个新的状态，这个状态就像是小机器人开始警觉起来啦，觉得可能找到了宝贝的开头。
要是这个信号是0呢，那它就还在初始状态，就像小机器人打了个盹儿，觉得还不是时候。
然后呢，当它处于那个警觉状态的时候，如果下一个信号是0，那它就进入到一个中间状态啦，这个状态就像是小机器人在心里默默记着，已经有了个1，现在又有个0，离目标更近一步喽。
要是下一个信号是1呢，那它就得回到初始状态重新开始找啦，就像小机器人发现自己找错了路，得重新出发。
当它在中间状态的时候，如果下一个信号是1，哇塞，那就找到了101这个宝贝啦，小机器人就可以欢呼起来啦，就像我们找到了藏起来的小糖果一样开心。
要是下一个信号是0呢，那它又得回到初始状态重新开始找喽。
这个101序列检测器啊，在实际生活里用处可大啦。
比如说在数字通信里，就像是一个超级小侦探。
它能在那些乱乱的数字信号流里，把101这个特定的序列给找出来。
这就好比在一堆信件里，找到一封特别标记的信一样。
再想象一下，在电路里呢，它也像是一个聪明的小管家。
电路里有各种各样的信号在跑来跑去，101序列检测器就能把那些符合101序列的信号给挑出来，然后进行特殊的处理，就像小管家把特别的东西单独放到一个小盒子里一样。
而且哦，这个原理其实也没有那么难理解啦。
就像我们玩游戏的时候，有一定的规则，按照规则走就能达到目的。
101序列检测器也是按照它自己的小规则，在那些数字或者信号里游刃有余地找到目标。
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。
101序列检测器实验报告
6
module Stata_101_vlg_tst(); reg clock; reg restn; wire w,z; reg[4:1] data; assign w=data[4]; always #20 clock=~clock;
4
always @(negedge restn or posedge clock) data<={data[3:1],data[4]};
else if (~(w)) reg_fstate <= idle;
else reg_fstate <= Got_10;
z <= 1'b0;
3
end Got_101: begin
if (~(w)) reg_fstate <= Got_10;
else if (w) reg_fstate <= Got_1;
三、实验步骤 1. 打开 QuartusⅡ11.0 软件，点击 Flie→New→New QuartusⅡProject 新建工程，添加工
程路径，工程名叫 state_101，点击 Finish。工程建立完毕。 2. 点击 Flie→New→State Machine File，生成.Smf 文件。点击 State Machine Wizard 如下
四、实验结果及分析
点击 Tools→Run EDA Simulation Tool→EDA RTL Simulation 查看结果为波形图 4-1&4-2 所示。
波形图下图 图 4-1 图 4-2：
图 4-1
5
图 4-2 根据上图可知，当且仅当序列检测器检测到 101 并且期间复位一直保持无效（0），输出 Z=1。
序列检测器实验报告
实验七序列检测器实验一、实验目的1、掌握序列检测器的工作原理；2、掌握时序电路的经典设计方法；3、学习AHDL 语言的状态机的设计方法；二、原理代码序列检测器是一种同步时序电路，它用于搜索，检测输入的二进制代码串中是否出现指定的代码序列，001 序列检测器的原理图如下：三、实验内容设计一个 1110010 序列检测器，即检测器连续收到一组串行码“1110010”后，输出检测标志1，否则输出0。
要求用图形输入法完成：①作状态图和状态表；②状态化简，建立最简状态表；③写出状态编码；画出状态编码表；④建立激励函数，输出函数真值表；⑤写出激励函数和输出函数表达式；⑥画出逻辑电路测试图；⑦逻辑功能仿真，记录仿真波形并加以说明；⑧下载验证（两种以上的方式）根据实验要求，得到实验所需要的是八个状态，包括初始状态。
根据实验要求检现态S 次态/输出 S/QD=0 D=1初始状态 S0 S0 /0 S1/0接收到1 S1 S0 /0 S2/0接收到11 S2 S0 /0 S3/0接收到111 S3 S4 /0 S3/0接收到1110 S4 S5 /0 S0/0接收到11100 S5 S0 /0 S6/0接收到111001 S6 S7 /1 S2/0接收到1110010 S7 S0 /0 S1/0确定各种不同状态的的表示并且做出状态表根据所得到的状态表写出真值表达式D0*=D0D2’X’+D0D1’D2+D0’D1D2X’D1*=D0D1D2+D1D2’X+XD0’D1+D0’D2X+D1’D2X00 01 11 1000 101 1 111 1 110 1D2*= D0D2’X’+D0’D2’X+XD0’D1+D1D2X根据得到的函数方程，画出电路图如下得到序列波形图输出一个时钟信号以方便下载的时候能够比较方便的对输入的序列进行调试手动调整输入的序列已达到要求，方便检测。
同时在始终是下跳沿的是后调整输入，这样的话不会出现不能及时的出现z为1时的值Sel为q[2..0]的输出，通过它的值来选择7个输入的值的有效性，并确定result的值，使清零端有（无）效，以此来得到最后的输出为一还是为0实验心得：这次的实验收获颇多，一直没有自己用D触发器设计过元件，但是这次自己设计了一个，虽然在刚刚开始的时候听了同学的讲解，但是最终自己是弄懂了，并会连接和设计，在实验过程中，由于连线很复杂，容易将线结在一起，所以在连线时要尽量的化简，务必使线少一点，整个图清晰明了，然后检验时也会少去许多不必要的麻烦在对整个设计的进行状态分析时，要选择好做需要的状态过程，并且分析，不然在最后得方程画图时，会出现不了期望的结果。
数字电路课程设计-1011序列发生器和检测器实现
数字电路课程设计姓名学号选题1011序列发生器和检测器的设计实现题目：1011序列发生器和检测器的设计实现。
要求：1)设计一个1011序列发生器；2）设计一个1011序列检测器，改变序列检测器的输入可以通过人工拨动开关来选择。
思路:（1）设计1011的序列发生器，由课件lec27 FSM design & serial bits generator上知识可知实现这一序列可选用计数器和数据选择器构成序列信号发生器，计数器选用74x163，它是一个带有低电平负载和清零输入端的同步4位二进制计数器，逻辑符号如图；数据选择器选用74x151在八个一位输入中选择，其逻辑图如图所示：选用这两个器件再加上一些组合逻辑器件就可连成如图所示的电路图构成序列信号发生器：（2）设计一个1011序列检测器，同理由lec27 FSM design & serial bits generator 选用JK 触发器设计在选用一些组合逻辑器件即可完成如图所示的电路图（3）整体具体步骤：（１）确定状态数：S0状态，初始状态，当前还没有1输入；S1状态：最后一个输入为1(1…)；S2状态：最后二个输入为10(10…) ；S3状态：最后三个输入为101（101…）；S ４状态：最后四个输入为1011。
（３）由原始状态转换图可得其状态转换表为：由上图可知 ： 状态S1＝S ４（４） 状态编码：对S0，S1，S2，S3赋值为００,０１,１０,１１可得状态转换表为由上表可得Ｑ１＊，Ｑ２和Ｚ的卡洛图为Ｑ１＊故可得：Ｑ１＊＝ＸＱ２＊ Ｘ故可得Ｑ２＊＝Q1Ｘ’+ＸQ2Q1’输出Ｚ故可得：Ｚ＝ＸＱ２Ｑ１（５）求驱动方程：J1=ＸK1=Ｘ’J2=Q1Ｘ’K2=ＸQ1’+Q1Ｘ’Z=ＸQ2Q1可得出思路中电路图：（６）检查电路的自启动：由上表可知状态００，０１,１０,１１全部为有效状态，即其没有无效状态，故电路肯定能自启动。
（７）仿真此电路的Verilog程序为：module liyafeng(clk,res,Z);input clk,res;output Z;reg[1:0] x;wire Z;reg num;always @(posedge clk) beginif(res==1) beginx<=2'b00; endelse x<=x+1;endalways @(posedge clk) begincase(x)2'b00:num<=1;2'b01:num<=0;2'b10:num<=1;2'b11:num<=1;endcaseendassign Z=num;endmodule它的时序图为：（8）心得体会：通过本次实验对数电知识有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习数字设计的意义，也达到了其培养的目的。
序列检测器 实验报告
序列检测器实验报告序列检测器是一种常见的信号处理技术，广泛应用于通信、雷达、生物医学和金融等领域。
本文将介绍序列检测器的原理、实验设计和实验结果，并对其应用进行讨论。
一、序列检测器的原理序列检测器是一种用于检测和识别输入信号序列的设备或算法。
它通过对输入信号进行观测和分析，判断信号是否符合特定的模式或规律。
常见的序列检测器包括有限状态机、卷积神经网络和隐马尔可夫模型等。
有限状态机是一种基本的序列检测器，它由一组状态和状态之间的转移规则组成。
在每个时刻，输入信号会触发状态之间的转移，最终达到一个终止状态。
通过定义状态和转移规则，可以实现对输入信号序列的检测和识别。
二、实验设计本实验旨在设计并实现一个简单的序列检测器，用于检测二进制信号序列中是否存在特定的模式。
实验使用MATLAB软件进行仿真，并基于有限状态机的原理进行设计。
1. 实验步骤（1）定义有限状态机的状态和转移规则；（2）生成一组随机的二进制信号序列作为输入；（3）根据状态和转移规则，对输入信号进行观测和分析；（4）判断输入信号是否符合特定的模式，并输出检测结果。
2. 实验参数为了简化实验设计，我们假设输入信号序列中的模式为"110"。
具体的状态和转移规则如下：（1）初始状态为S0；（2）当输入为"1"时，状态转移为S1；（3）当输入为"0"时，状态转移为S0；（4）当当前状态为S1且输入为"0"时，状态转移为S2；（5）当当前状态为S2且输入为"1"时，状态转移为S3；（6）当当前状态为S3且输入为"0"时，状态转移为S0。
三、实验结果经过实验设计和仿真，我们得到了以下实验结果：1. 输入信号序列：1011010110112. 检测结果：存在模式"110"通过对输入信号序列进行观测和分析，我们成功地检测到了模式"110"的存在。
数字逻辑模拟试卷(湖南大学版)
4、如果竞争的结果导致电路最终进入同一稳定总态，则称为临界竞争。
（ ）5、门电路的扇出是表示输出电压与输入电压之间的关系。
（ ）三、简答题（每题5分，共10分）1、请列出3种“曾经是模拟的”现在却“已经成为数字的”系统，并简述为什么会有这种转变。
2、采用CMOS 晶体管实现的“与非门”和“或非门”，哪个速度快？为什么？四、应用题（共70分）1、已知接收端收到的汉明码码字a7a6a5a4a3a2a1=1100010，问在最多一位错的情况下发送端发送的码字是什么？（5分）2、用卡诺图化简下列函数：（5分） ()()15,14,13,2,1,012,11,10,5,4,3,,,d F ZY X W +=∑3、旅客列车分为特快A ，直快B 和慢车C ，它们的优先顺序为：特快、直快、慢车。
同一时间内，只能有一趟列车从车站开出，即只能给出一个开车信号，试设计满足上述要求的开车信号控制电路。
（10分）（1）列出真值表（5分）（2） 写出最简的输出逻辑表达式（5分）4、运用一个MSI 器件实现余3码向8421BCD 码的转换。
（10分）5、运用“圈到圈”逻辑设计思想，采用74X138译码器和适当的逻辑门设计一个1位十进制数2421码的奇偶位产生电路（假定采用奇检验）。
（10分）1）作出状态/输出表（5分）。
2）说明它是Mealy 机还是Moore 机（2分）3）说明这个电路能对何种输入序列进行检测。
（3分）7、作“0101”序列检测器的Mealy 型状态表和Moore 型状态表。
凡收到输入序列为“0101”时，输出为1；并规定检测的“0101”序列不重叠。
典型输入输出序列如下：（10分） 输入X ：1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 输出Z ：0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 看下面的例子就清楚了：某序列检测器有一个输入端x 和一个输出端Z 。
输入端 x 输入一串随机的二进制代码，当输入序列中出现011时，输出Z 产生一个1输出，平时Z 输出0 。
Verilog练习参考答案
一、问答题1、下面哪些是正确的用户定义的标识符？对错误的标识符，指出其错误的原因。
1〕Help √2〕2nd_item Χ，以数字2为首3〕casex Χ，casex是verilog的关键字4〕integer Χ，integer是verilog的关键字5〕_na36me √6〕$time Χ7〕module Χ，modul是everilog的关键字8〕‘xy_a Χ，不允许出现字符‘9〕7tyr Χ，以数字7为首10〕myex4 mp Χ，含有空格符2、定义如下的变量和常量1〕32位的存放器变量buf1 reg[31:0] buf1；2〕整数age integer age ；3〕容量为256单元、字长为16位的存储器memoryreg[15:0] memory[255:0] ;4〕长度为32的向量buf2 reg[31:0] buf2 ;5〕值为50的参数COUNT parameter COUNT=50 ;3、写出以下表达式的值1〕 (20==5) ? 8: (26>3) ? 3 : 9 3 2〕 9/6 13〕4’b0110&4’b1100 0100 4〕 4’b0110&&4’b1100 15〕4’b0011|4’b1100 1111 6〕4’b0011||4’b1100 17〕 9%6 3 8〕4’b0111>>2 0001 9〕4’b0111<<2 1100二、读程序，答复相关问题：1、module a1(a,b,sel,out) ;input [3:0] a,b ; input [1:0] sel ;output [3:0] out ;always @(a or b or sel)case (sel)2’b00 : out=a+b ;2’b01 : out=a ;2’b10 : out=b2’b11 : out=a-b ;endcase;endmodule假设输入1〕a=s’b0111 b=4’b0100 sel=2’b00 问输出out= 1011；2〕a=s’b1011 b=4’b0100 sel=2’b01 问输出out= 1011；3〕a=s’b1011 b=4’b0100 sel=2’b10 问输出out= 0100；4〕a=s’b1011 b=4’b0100 sel=2’b11 问输出out= 0111 .2、’timescale 100ns/10nsmodule gete2( a,b,out) ;input a,b ;output out ; and # (10.46, 5.87) (z,a,b) ; nor # (9.49,5.37) (out,z,a) ; endmodule问：仿真时，当输入a 、b 从11变到01时，那么输出out 如何变化？相对a 的变化，out 的变化延时多少时间？ 延时1540ns3、module a2( clk,clr,set,a, z) ;input a,clk,clr ;output reg z ;reg[3:0] q ;always @(posedge clk or posedge clr)begin if (clr) q<=4’b0 ;else if (set) q<=4`hf ; else begin q<<1 ; q[0]<=a; endendassign z=q[3] ;endmodule试判断该逻辑电路的逻辑功能set 、clr 、clk 、a 的波形如下，试画出输出z 的波形。
序列检测器
序列检测器编辑词条编辑摘要摘要介绍了一种序列检测器的设计方法，该电路可应用于安全防盗、密码认证等加密场合，以及在海量数据中对敏感信息的自动侦听。
电路采用数字系统设计方法，步骤程序化，电路可靠性高。
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。
该检测电路可广泛用于日常生产、生活及军事。
目录1应用目的2内容和原理3设计步骤4结果及分析目录1应用目的2内容和原理3设计步骤4结果及分析收起编辑本段应用目的1、熟练掌握Quartus II 的使用方法及Verilog HDL的编程方法。
2、掌握有限状态机的工作原理3、熟悉串行信号的输入和扫描。
4、理解在多状态情况下的状态选择和控制。
5、实现用有限状态机对输入串行信号101的读取和判断。
编辑本段内容和原理内容：要求当检测器检测到101时cout=1。
原理：序列检测器可用于检测一组或多组由二进制代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，则输出为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，直到在连续的检测中所收到的每一位码都与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。
101序列检测器状态图：编辑本段设计步骤(1) 新建一个工程，选择命令File| New Project Wizard出现工程建立向导，工程名wcx，选择输入或选择工程存放的路径、工程名、顶层实体名。
(2) 新建一个Verilog HDL文件，进行布局文件的描述，布局文件如下：module wcx (clock, resetn, w, z);input clock, resetn, w;output z;reg [2:1] y, Y;parameter [2:1] A = 2'b00, B = 2'b01, C =2'b10,D=2'b11;always @(w or y)case (y)A: if (w) Y = B;else Y = A;B: if (w) Y = B;else Y = C;C: if (w) Y = D;else Y = A;D: if (w) Y = B;else Y = C;default: Y = 2'bxx;endcasealways @(negedge resetn or posedge clock)if (resetn == 0) y <= A;else y <= Y;assign z = (y == D);endmodule(3) 编译设计文件。
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。
时序逻辑电路
课程名称：数字逻辑电路设计实践实验名称：组合逻辑电路设计时序逻辑电路1、实验目的1. 掌握时序逻辑电路的一般设计过程；2. 掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求；3. 掌握时序逻辑电路的基本调试方法；4. 熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图，并会使用逻辑分析仪做状态分析。
2、 实验原理 详见书103～1473、实验内容1. 广告流水灯a. 实验要求用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水等由8个LED 组成，工作时始终为1暗7亮，且这一个暗灯循环右移。
1 写出设计过程，画出设计的逻辑电路图，按图搭接电路。
1）状态转换图： 现态 次态 Q2(n) Q1(n) Q0(n) Q2(n+1) Q1(n+1) Q0(n+1) 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1112)建立卡诺图：001 010 100 011 101 1100001111!1210n n n Q Q Q +++有上表得：Q 0n 1=Q 0n 0100 01 11 10 2nQ 10n nQ QQ 1n 1=Q 0n ⊕Q 1n2n 1=Q n ⊕=Q n ⊕因此，需要三个D 触发器来实现时序电路，三个D 触发器分别对应Q0、Q1、Q2 通过一片74LS138 3-8线译码器将Q2Q1Q0所对应的二进制码输出转化为相应的0~7号LED 灯的输入电平。
2 将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路。
3 将TTL 连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器和逻辑分析仪观察并记录时钟脉冲CLK 、触发器的输出端Q2、Q1、Q0和8个LED 上的波形。
b ． 实验数据 ① 设计电路。
② 静态验证 （自拟表格）将3-8译码器的15Y ~0Y 输出端，从左到右依次接测试箱上的8个LED 灯80~L L ，3个D 触发器共同接箱上经消抖处理的当脉冲信号（上升沿触发）。
数电课程设计(十三进制同步减法计数器和串行序列信号检测器)概述
1 十三进制同步减法计数（无效状态为0001、0010、0011）的设计1.1 课程设计的目的：1、了解同步计数器的工作原理和逻辑功能。
2、掌握计数器电路的分析、设计方法及应用。
3、熟悉设计过程和边沿JK 触发器原理。
1.2 设计总框图：CP输入减法计数器脉冲 输出进位信号1.3 设计过程：1.3.1、状态图：/0 /0 /0 /0 /0 /0 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001/00000 0100 0101 0110 0111 1000/1 /0 /0 /0 /0 /01.3.2、选择触发器、求时钟方程、输出方程和状态方程（1）选择触发器由于JK 触发器功能齐全、使用灵活，故选用4个下降沿出发的边沿JK 触发器。
（2）求时钟方程 CP 0=CP 1=CP 2=CP 3=CP (3)求输出方程输出方程的卡诺图为：十三进制同步减法计数器8421 BCD 码00 01 11 1000011110输出方程: Y =Q n3Q n2（4）状态方程：次态卡诺图：00 01 11 1000011110所以：Q3n+1 的卡诺图为：00 01 11 10000111101 ×××0 0 0 00 0 0 00 0 0 01111 ××××××××××××0000 0001 0110 01011011 1100 1110 11010111 1000 1010 10011 ×××0 0 0 01 1 1 10 1 1 1Q 2n+1的卡诺图为：00 01 11 1000 01 11 10Q 1n+1的卡诺图为：00 01 11 1000 01 11 10Q 0n+1 的卡诺图为：00 01 11 1000 01 11 10状态方程：Q 3n+1= Q n 3Q n 2 + Q n 3Q n 0 + Q n 3Q n 1+ Q ——n 3Q _——n 2=Q ——n 3Q _——n 2 + (Q n 0+Q n 1+Q n 2)Q n 3 Q 2n+1=Q ——n 2Q ——n 1Q ——n 0+ (Q n 0+Q n 1)Q n 3Q 1n+1=Q ——n1Q ——n 0Q n 3 + Qn1Q n 0 +Q ——n1Q ——n3Q _——n 2Q 0n+1 =Q ——n 0（Q n 3+Q n 1+Q ——n 2）1 × × × 0 1 1 1 0 1 1 1 11 × × × 0 0 1 0 1 0 1 0 111 × × × 0 0 0 1 1 0 0 1 11驱动方程为：J3=Q_——n2 K3=Q_——2Q——0Q——1J2=Q——n1Q——n0 K2=Q——n1Q——n0J1==Q——n0Q n2 Q n2Q——n3Q——n0Q n3 K1=Q——n0J0=Q n1Q n2Q n3K0=1(6) 检验能否自启动（无效状态0001，0010，0011）0011 0010 10010001 1010所以能自启动1.4逻辑接线图：1.5 电路接线图1.6实验仪器74LS112芯片2块，74LS08芯片1块74LS00芯片2块开关导线若干1.7实验结论（分析实验中出现的故障及产生的原因）实验正常，个芯片运行正常。
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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／Q1
7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。
当输入的信号序列有“1011”时，输出Z为“1”，其他序列Z输出为“0
设计过程：
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D0和一个输出信号Z,电路功能是对输入信号D0的编码序列进行检测，一旦检测到信号D0出现连续编码1101序列时，输出为1，检测到其他编码序列，则输出均为0.
(1)、设计思路序列检测器的基本工作过程：
序列检测器用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，在数字通信中有着广泛的应用。
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，直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置的对应码相同。
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。
方框图如下：
：（2）分析：
（ⅰ）输入变量：X代表输入信号序列
输出变量：Z代表检测结果，检测到“1011”序列，输出为1
设置状态：：；
S0 初始状态，电路还未接收到一个有效的1；
S1 收到一个1后的状态；
S2 连续收到10以后的状态；
S3连续收到101以后的状态；
S4 连续收到1011以后的状态。
（ⅱ）电路的初始状态为S0。
在此状态下，电路输出Z=0，这时可能的输入有A=0和A=1两种情况。
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S0不变，电路输出Z=0；若A=1，表示电路收到一个1，则转向状态S1电路输出Z=0。
当状态S1时，若A=0，则表明连续输入编码为10，转向状态S2，电路输出Z=0；若A=1, 应保持在状态S1不变，电路输出Z=0。
当状态S2时，若A=0，则回到初始状态，重新开始检测；若A=1，则表明连续输入编码为101，转向状态S3，电路输出Z=0。
当状态S3时，若A=0，则表明连续输入编
码为10，转向状态S2，若A=1，则表明连续输入编码为1011，转向状态S4，输出Z=1。
当状态S4时，若A=0，则表明连续输入编码为10，转向状态S2，若A=1，则表明输入编码为1，转向状态S1。
(3)根据上述分析，列出状态转换表
列状态转换表
由转换表可知，S1和S4是等效状态，进行状态化简，
2 状态分配：分别用触发器状态的Q2Q1的00、01、10、11来表示S0、S1、S2、S3,则从状态转换表画出电路次态和输出的卡诺图
电路次态／输出的卡诺图
Q1(n+1)
Q2(n+1)
Z
Q1(n+1)= X,
Q2(n+1)= Q1／X + X Q2／Q1 Z= X Q2 Q1
由上式得驱动方程：
J1=X, K1=／X
J2= Q1／X, K2= X／Q1+ Q1／X
输出方程：
Z= X Q2 Q1
状态图：
状态图(已化简) 五引脚功能
1 JK触发器
274LS194
六逻辑电路图：
七实验结果波形图
八设计心得体会
本次课程设计至此已经接近尾声，两周的时间虽然很短暂，但在这两个星期的设计过程中收获颇丰。
设计的核心内容就是EWB环境中，利用移位寄存器和双JK触发器，设计101101001数据发生器和1011数据检测器，整个设计过程中，首先，我更加熟练掌握了EWB软件的使用方法，以及熟练了画状态转化图和卡诺图；其次，对数字电路这门课程有了更深的了解，因为课程设计本身要求将以前所学的理论知识运用到实际的电路设计当中去，在实验的设计过程中，无形中便加深了对数字电路的了解及运用能力，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解；再次，在状态转化及EWB连线的过程中总会出现一些问题，需要我们细心解决，在设计过程中我们需要运用各种手段去查找资料，这增长了我们的自学的能力。
我们不仅更好地理解所学的理论知识，更重要的是把知识从
书中提炼出来运用到生活中，这是一种质的飞跃。
感谢学校给我们这次机会，锻炼了我们的动手能力。
通过这次课设让我明白了理论和实际操作之间差距，而且也让我很明确得意识到自己在数电上有很多的知识漏洞，以后应该多钻研一下。
同时也感谢指导老师在设计过程中的辅导以及同学的帮助。
[参考文献]
数字电子技术基础阎石主编--4版–北京：高等教育出版社，1998.12
1。