课程设计串行数据检测器
单片机单片机课程设计-双机串行通信
单片机单片机课程设计-双机串行通信单片机课程设计双机串行通信在当今的电子信息领域，单片机的应用无处不在。
而双机串行通信作为单片机系统中的一个重要环节，为实现设备之间的数据交换和协同工作提供了关键的技术支持。
一、双机串行通信的基本原理双机串行通信是指两个单片机之间通过串行接口进行数据传输的过程。
串行通信相较于并行通信，具有线路简单、成本低、抗干扰能力强等优点。
在串行通信中，数据是一位一位地按顺序传输的。
常见的串行通信协议有 UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和 I2C（内部集成电路）等。
在本次课程设计中，我们主要采用 UART 协议来实现双机串行通信。
UART 协议包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
起始位用于标识数据传输的开始，通常为逻辑 0；数据位可以是 5 位、6 位、7 位或 8 位，具体取决于通信双方的约定；奇偶校验位用于检验数据传输的正确性，可选择奇校验、偶校验或无校验；停止位用于标识数据传输的结束，通常为逻辑 1。
二、硬件设计为了实现双机串行通信，我们需要搭建相应的硬件电路。
首先，每个单片机都需要有一个串行通信接口，通常可以使用单片机自带的UART 模块。
在硬件连接方面，我们将两个单片机的发送端（TXD）和接收端（RXD）交叉连接。
即单片机 A 的 TXD 连接到单片机 B 的 RXD，单片机 B 的 TXD 连接到单片机 A 的 RXD。
同时，还需要共地以保证信号的参考电平一致。
此外，为了提高通信的稳定性和可靠性，我们可以在通信线路上添加一些滤波电容和上拉电阻。
三、软件设计软件设计是实现双机串行通信的核心部分。
在本次课程设计中，我们使用 C 语言来编写单片机的程序。
对于发送方单片机，首先需要对 UART 模块进行初始化，设置波特率、数据位、奇偶校验位和停止位等参数。
然后，将要发送的数据放入发送缓冲区，并通过 UART 发送函数将数据一位一位地发送出去。
对于接收方单片机，同样需要对 UART 模块进行初始化。
串行数据检测电路
（二二 〇 一 一 年 六 月专题设计实验报告题 目：串行数据检测电路 学生姓名： 专 业： 班 级： 指导教师：一、 设计任务用D 触发器和与非门设计一个串行数据检测电路，要求：连续输入3个或3个以上的1时输出为1，其他输入情况下为0.二、 设计方案及论证方案一：用D 触发器实现①首先进行逻辑抽象，画出状态转化图。
取输入数据为输入变量，用X 表示；取检测结果为输出变量，用Y 表示。
设电路在没有输入1以前的状态为S0，输入一个1以后的状态为S1,连续输入两个1以后的状态为S2，连续输入3个或3个以上1以后的状态为S3。
得状态转换图如图1。
当电路处于S2状态时已经连续输入了两个1。
如果在电路转换到S2状态的同时输入也改换为下一位输入数据，那么只要下一个输入为1，就表明连续输入3个1，因而无需再设置一个电路状态。
于是可得化解后的状态转换图，如图2。
（因有三个状态，所以使S0为00，S1为01，S2为10）图2②由状态转换图得状态转换表表1③卡诺图化解表2Q1*=XQ1 * XQ0Q0*=XQ1’Q0’Y=XQ1④状态、驱动、输出方程Q1*=XQ1+Q0XQ0=XQ1’Q0’由D触发器状态方程Q*=D得驱动方程D1=XQ1+XQ0=X(Q1+Q0)=X(Q1’Q0’)’ D0=XQ1’Q0’输出方程Y=XQ1⑤逻辑电路图图3⑥利用MAX+plusⅡ仿真1）保存图42）校验图4图5 3）设置路径图64）仿真波形图7方案二：用JK触发器实现（状态转换图与状态转换表如方案一中所示）逻辑电路图图8三、设计所需仪器设备及元器件清单四、测试用表格及测试结果5.1 仿真测试结果1．仿真电路图①用D触发器实现逻辑功能，如图3②用JK触发器实现逻辑功能，如图82．仿真内容及步骤①逻辑校验②设置路径③仿真波形3．模拟真值表如表14．仿真波形图用D触发器实现逻辑功能，如图75．测试结果分析说明所设计的D触发器和JK触发器均能实现相应的逻辑功能。
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）。
串行通信系统课程设计
串行通信系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解串行通信系统的基本原理，掌握其与并行通信的区别；2. 学会使用相关编程语言实现串行通信，了解串行通信接口和协议；3. 掌握串行通信系统的数据传输速率、误码率等性能指标的计算方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，能够独立设计简单的串行通信系统；2. 提高学生的编程实践能力，熟练使用相关开发工具进行串行通信程序设计；3. 培养学生的团队协作和沟通能力，能够就串行通信系统设计方案进行讨论和改进。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信技术发展的关注，激发学习兴趣，提高学习积极性；2. 培养学生的创新意识，鼓励学生尝试不同的设计方案，勇于克服困难；3. 增强学生的环保意识，认识到通信技术在环境保护中的重要作用。
课程性质：本课程为电子信息类学科的专业课程，旨在让学生掌握串行通信系统的基本原理和实际应用。
学生特点：学生已具备一定的电子技术和编程基础，对通信技术有一定的了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用理论教学与实践教学相结合的方式，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 串行通信系统基本原理：介绍串行通信与并行通信的区别，分析串行通信的优缺点，探讨串行通信在现实生活中的应用。
- 教材章节：第一章 串行通信概述- 内容：串行通信原理、串行通信接口、串行通信协议。
2. 串行通信编程实践：讲解使用C语言、Python等编程语言实现串行通信的方法，分析串行通信接口的编程接口和函数库。
- 教材章节：第二章 串行通信编程- 内容：编程环境搭建、串行通信接口编程、数据发送与接收、常见问题及解决方法。
3. 串行通信系统性能分析：介绍串行通信系统的数据传输速率、误码率等性能指标，分析影响性能的因素。
- 教材章节：第三章 串行通信性能分析- 内容：数据传输速率、误码率、性能优化方法。
课程设计 串行数据检测器
/*x数据输入变量，clk时钟信号，r重置检测器，cout加法计数，y检测结果输出变量*/
input x,r,clk;
output y;
output [4:0]cout;
reg y;
reg [4:0]cout;
always @(negedge clk)
begin
if(r || !x)//重置检测器
begin
1. 选定触发器的类型；
2. 由状态转换图（或状态转换表）和选定的状态编码、触发 器的类型，写出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。
e 、根据得到的方程式画出逻辑图
f、 检查设计的电路能否自启动
若电路不能自启动，则应采取下面措施：
1. 通过预置数将电路状态置成有效循环状态中；
2. 通过修改逻辑设计加以解决
b、 状态化简
若两个电路状态在相同的输入下有相同的输出，并且转换到 同样的一个状态去，则称这两个状态为等价状态。等价状态可 以合并，这样设计的电路状态数少，电路越简。
c、 状态分配
状态分配也叫状态编码
b 1.确定触发器的数目n ；
5
n－1
n
d、选定触发器的类型，求出电路的状态方程、驱动方程和 输出方程
b
7
b.进行状态化简：
比较一下S2和S3这两个状态便可发现，他们在同样的输入状态 下有同样的输出，而且转换后得到同样的状态。因此S2和S3是 等价状态，可以合并为一个。
从物理概念上也不难理解，当电路处于S2状态时表明已经输入 了二个1。如果在电路转换到S2状态的同时输入也改换为下一位 输入数据（当输入数据来自移位寄存器的串行输出，而且移位 寄存器和数据检测器由同一时钟信号操作时，就工作在这种情 况），那么只要下个输入为1，就表明连续输入3个1了，因而无 需再设置一个电路状态，于是就得到了图a-3所示化简后的状态 转换图。
Task2串行数据检测器的设计
串行数据检测器的设计数据通信中，传送的常常是一系列的二进制码。
并且其格式往往都包括：同步头、用户地址码和用户信息码。
在数据通信的接收端，同步之后，需要检测用户地址码；再接收用户信息码；最后对用户信息码进行处理。
所以，串行数据检测器常常用于数据通信的接收端。
其主要任务是：检测用户地址码，及接收用户信息码。
本次设计采用自顶向下的系统设计方法。
首先，分析设计要求，划分设计模块；其次，在顶层进行模块的连接；然后，分别进入各模块的下一层作细节设计。
因此，本次设计的原理框图可以由图2表示。
图2 串行数据检测器的原理框图一、题目假设本系统的输入信号有一个8位的用户地址码，及8位的用户信息码；只有检测到与预置数相同的用户地址码之后，才能接收接下来的用户信息码；并且要求将用户信息码送给七段译码器去译码显示。
二、目的通过本次设计，熟悉软件平台、图形和文本输入、编译、仿真和下载；掌握自顶向下的系统设计方法。
三、要求在软件工具平台上，进行系统的创建；并且在更低层次进行VHDL语言的各模块编程输入、编译仿真和下载验证。
四、步骤（一）设计分析和模块划分根据题目可知，本次设计可以划分为：用户地址码检测模块、用户信息码获取模块和LED七段译码模块等3个设计模块。
用户地址码检测模块的输入有：串行输入DIN、同步信号clk、用户地址码预置端D[7..0]、以及复位信号CLR；输出只有检测结果C。
用户信息码获取模块的输入有：串行输入DIN、同步信号clk、用户地址码检测模块的检测结果C；输出则是8位用户信息码并行输出，分别是高4位A[3..0]和低4位B[3..0]。
七段译码模块可以使用Task 1中，[程序10-2]的七段LED显示译码器LEDSP。
用两个LEDSP模块分别对高低4位A[3..0]和B[3..0]进行译码。
图3 串行数据检测器的框图级顶层设计（二）顶层设计在设计模块划分完成之后，最重要的是确定各个模块之间的连接关系，包括逻辑关系、时序关系和信息交流等。
eda基于VHDL的序列检测器设计
课程报告基于VHDL的序列检测器设计课程名称 EDA技术实用教程姓名卢泽文李嘉阳吴炽扬学号200730530318200730530311200730530326专业电气工程及其自动化3班指导老师: 陈楚老师日期: 2010/12随着计算机的飞速发展，以计算机辅助设计为基础的电子设计自动化(EDA)技术已成为电子学领域的重要学科。
EDA工具使电子电路和电子系统的设计产生了革命性的变化。
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自行设计的计数器和数据选择器组成的序列信号发生器提供。
1．原理说明：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。
2．实验程序设计及程序分析和主要模块的代码：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity schk isport(din,clk,clr:in std_logic;ab:out std_logic_vector(3 downto 0));end schk;architecture behav of schk issignal d:std_logic_vector(7 downto 0);signal q:integer range 0 to 8;type fsm_st is(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8); --数据类型定义，状态符号化signal current_state,next_state:fsm_st;begind<="11100101" ; --8位待检预置数 reg:process(clr,clk) --主控时序进程beginif clr='1' then current_state<=s0;elsif clk='1' and clk'event thencurrent_state<=next_state;end if;end process;com:process(current_state,din) --主控组合进程 begincase current_state iswhen s0=>q<=0;if din='0' then next_state<=s0;else next_state<=s1;end if;when s1=>q<=1;if din='0' then next_state<=s0;else next_state<=s2;end if;when s2=>q<=2;if din='0' then next_state<=s0;else next_state<=s3;end if;when s3=>q<=3;if din='1' then next_state<=s0;else next_state<=s4;end if;when s4=>q<=4;if din='1' then next_state<=s0;else next_state<=s5;end if;when s5=>q<=5;if din='0' then next_state<=s0;else next_state<=s6;end if;when s6=>q<=6;if din='1' then next_state<=s0;else next_state<=s7;end if;when s7=>q<=7;if din='0' then next_state<=s0;else next_state<=s8;end if;when s8=>q<=8;next_state<=s0;end case;end process;process(q) --检测结果判断输出beginif q=8 then ab<="1010"; --序列数检测正确，输出"A" else ab<="1011"; --序列数检测错误，输出"B" end if;end process;end behav;3．原理图（顶层电路结构）：clr为复位端，din为置数端，ab为输出端。
课程设计序列检测器的设计
课程设计序列检测器的设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解序列检测器的基本概念、原理和应用；2. 掌握序列检测器的组成部分，包括触发器、计数器等；3. 学会分析序列检测器的逻辑功能，并能正确绘制其逻辑图；4. 了解序列检测器在数字电路中的应用，如通信、计算机等领域。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单序列检测器的能力；2. 提高学生动手实践能力，学会使用相关仪器、设备进行序列检测器的搭建和调试；3. 培养学生团队协作能力，学会与他人共同分析问题、解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好地分析和解决问题的习惯；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们勇于尝试新方法，培养创新精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够准确描述序列检测器的原理和组成部分；2. 学生能够独立绘制并解释序列检测器的逻辑图；3. 学生能够设计并搭建一个简单的序列检测器电路；4. 学生能够运用所学知识分析并解决实际数字电路问题；5. 学生在团队协作中，能够积极参与、沟通、分享，共同完成任务。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合教材第二章“数字电路基础”相关内容，组织以下教学大纲：1. 序列检测器原理及分类- 序列检测器的基本概念- 序列检测器的工作原理- 序列检测器的分类及应用2. 序列检测器的组成部分- 触发器的类型与功能- 计数器的作用与分类- 逻辑门电路的基本原理3. 序列检测器逻辑设计与分析- 逻辑图的绘制方法- 序列检测器逻辑设计步骤- 常见序列检测器逻辑分析实例4. 序列检测器应用案例- 通信系统中序列检测器的应用- 计算机领域中的序列检测器- 其他数字电路中的实际应用案例5. 实践操作：序列检测器设计与搭建- 设计一个简单的序列检测器电路- 使用仪器、设备进行电路搭建和调试- 分析实验结果，优化设计方案教学内容安排和进度如下：第1周：序列检测器原理及分类第2周：序列检测器的组成部分第3周：序列检测器逻辑设计与分析第4周：序列检测器应用案例及实践操作三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：教师以教材为依据，系统讲解序列检测器的基本概念、原理、分类及应用。
串行数据检测器课程设计
摘要分析了时序逻辑电路设计中的状态化简问题,指出了状态化简不会改变电路的逻辑功能,不可能使电路产生错误输出。
讨论了串行数据检测器的米里型电路设计和摩尔型电路设计,提出了一种在输入数据稳定的区段进行检测、确定电路状态,在输入数据改换为下一位时输出状态信息,确保系统正常工作的米里型电路设计方法,这种方法对米里型电路的设计有通用性。
时序逻辑也叫时态逻辑（temporal logic），是计算机科学里一个很专业很重要的领域。
时序逻辑被用来描述为表现和推理关于时间限定的命题的规则和符号化的任何系统，主要用于形式验证。
20世纪60年代Arthur Prior提出介入的基于模态逻辑的特殊的时间逻辑系统，这一理论后来被艾米尔伯努利等逻辑学家进一步发展。
关键词：串行数据检测电路；逻辑电路；调试目录1.绪论 (1)2.设计方案 (2)3.电路的原理及其设计 (3)4.安装与调试 (11)5.结论 (13)参考文献 (14)1.绪论本次试验所需要的选择器有着很重要的应用意义。
在当今社会各个领域都发挥着重要的作用，因为它能在触发后产生相应的反应，可以应用在报警器、抢答器等电子产品中，它为人们本次课设所设计的数据选择器在现实生活中带来许多方便之处。
接收到本课设时想到的相关内容非常之多：首先是想到了是要有连续的序列脉冲信号输入；其次是要进行以触发器为基础的同步时序电路设计或是以中大规模集成电路为基础的时序电路的设计；最后还应检测一下电路能否自启动。
若以X为输入信号出现，Y为输出信号出现时：以触发器为基础的同步时序电路设计，还要在原始状态图上补充X不是1111码的各种输入的对应状态及其转换关系，建立完整的原始状态图，然后进行状态化简，求触发器的级数、类型以及驱动方程，最后画出逻辑电路；以中大规模集成电路为基础的时序电路设计，则需要将X序列的串行码按连续4位为1组转换成并行码，这样就可以用组合电路检测并行码是否正好是1111。
串行信号检测器
串行数据检测器一、实验目的1.掌握利用有限状态机实现一般时序逻辑分析的方法；2.掌握用verilog编写可综合的有限状态机的标准模板；3.掌握用verilog编写状态机模块的测试文件的一般方法。
二、实验要求1.设计一个串行数据检测器。
要求：连续4个或4个以上为1时输出为1，其他输入情况为0 。
编写测试模块对设计的模块进行各层次的仿真，并观察波形，编写实验报告。
2.实验设备（环境）及要求实验设备：PC机一台环境要求：安装Modelsim仿真软件以及Synplify Pro综合工具三、实验内容与步骤1.分析序列检测器示意图2.序列检测器源代码serial_detected.v如下/** @file serial_detected.v* @Synopsis 这是一个利用有限状态机实现的串行数据检测器，*连续4个或4个以上为1时输出为1，其他输入情况为0 。
*/module serial_detected(din,clk,reset,out);input din; //串行数据输入input clk; //时钟输入input reset; //异步复位信号输入output out; //结果输出reg out;reg [3:0] state,nextstate；//状态编码parameter Idle = 3'b000,First_bit = 3'b001,Second_bit = 3'b010,Third_bit = 3'b011,Fourth_bit = 3'b100;//更新当前状态always @(posedge clk or negedge reset) beginif(!reset)state <= Idle;elsestate <= nextstate;end//--产生下一状态组合逻always @(state or din) begincase(state)Idle:if(din)nextstate = First_bit;elsenextstate = Idle;First_bit:if(din)nextstate = Second_bit;elsenextstate = Idle; Second_bit:if(din)nextstate = Third_bit;elsenextstate = Idle;Third_bit:if(din)nextstate = Fourth_bit;elsenextstate = Idle; Fourth_bit:if(din)nextstate = Fourth_bit;elsenextstate = Idle;default:nextstate = 3'bxxx;endcaseendalways @(state or reset or din)beginif(!reset)out <= 0;elseif(state == Fourth_bit)out <= 1;elseout <= 0;endendmodule3.编写测试模块test_serial_detected.v如下: /** @File test_serial_detected.v* @Synopsis 这是串口序列检测器的测试文件`timescale 1ns/1nsmodule test_serial_detected;reg din;reg clk,reset;wire out;//--------初始化信号和变量------initialbegin din = 0;reset = 1; //给复位信号变量赋初值clk = 0; //给时钟变量赋初值#22 reset = 0; //使复位信号有效#133 reset = 1; //经过一个多周期以后是复位信号无效end//--------产生信号和控制always #50 clk = ~clk; //产生周期性时钟always @(posedge clk) //在每次时钟正跳变沿时刻产生不同的dinbegin#50 din <= {$random}%2; //din的值是随机产生的#(3*50+12);//din的值维持一段时间endinitial//暂停仿真以便观察仿真波形begin#100000 $stop;end//----------------调用被测试模块--------serial_detectedtsd(.clk(clk),.reset(reset),.out(out),.din(din)); endmodule4.利用Modelsim编译纠错和仿真5.利用Synplify Pro进行综合6.利用Quartus2进行布局布线四、实验结果与数据处理1.Modelsim仿真波形如下，自上向下信号依次为reset、clk、din、out。
实验三：状态机实现序列检测器设计
实验三：状态机实现序列检测器设计《FPGA》课程报告设计题目：状态机实现序列检测器设计学生班级：学生学号：学生姓名：指导教师：时间：成绩：一、实验目的：1.理解有限状态机的概念；2. 掌握有限状态机的状态图的画法及其含义二、实验原理：本次实验的内容是：应用有限状态机设计思路，检测输入的串行数据是否是”11100101”，本次实验由顶层文件、串行检测、并行数据转串行、数码管显示四个模块组成。
1.并行数据转串行数据模块功能是：可以异步复位，可以在时钟控制下，将并行输入数据din[7:0]，按照din[7]，din[6]，din[5]，din[4]，din[3]，din[2]，din[1]，din[0]的顺序输出至串行检测模块的输入端口din。
2.串行检测模块：输入信号：DIN-----1bit的串行输入数据CLK-----同步输入时钟CLR ------异步清零信号，当CLR=1，系统输出置0，否则，系统正常工作输出信号： AB--------4bits数据，如果系统检测到“11100101”这8bit的输入，AB=4’b1010，否则，AB=4’b1011.三、实验过程：1.首先建立一个新的工程，添加一个新的Verilog Module文件，然后写入并行数据转串行数据模块的代码，代码如下：然后执行综合，确认无误后，新建一个Test Bench WaveForm文件，进行仿真，仿真图如下：2.再新建一个Verilog Module文件，在其中写入串行检测模块的代码，代码如下：然后执行综合，确认无误后，新建一个Test Bench WaveForm文件，进行仿真，仿真图如下：3. 再新建一个Verilog Module文件，数码管显示模块的代码，代码如下：然后执行综合，确认无误后，新建一个Test Bench WaveForm文件，进行仿真，仿真图如下：4.编写顶层文件，将上面三个模块例化在一起，代码如下：然后将新的顶层文件经行综合，确认无误后，新建一个Test Bench WaveForm文件，进行仿真，仿真图如下：5.添加消抖模块，然后编写新的顶层文件，将消抖模块与上面的模块例化在一起，代码如下：保存后生成新的顶层文件：6.完成以上操作后，执行综合确认无误，经行锁引脚操作：锁引脚完成后，编辑、修改约束文件：7. 生成下载配置文件,下载到开发板进行经行验证。
串行口的课程设计
串行口的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解串行口的基本概念，掌握串行通信的原理和特点；2. 学生能掌握串行口的编程方法，学会使用相关指令进行数据收发；3. 学生能了解串行口在嵌入式系统中的应用场景，并掌握基本的调试方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成串行口编程任务，实现数据的发送与接收；2. 学生能够通过实际操作，解决串行通信过程中遇到的问题，具备一定的故障排查能力；3. 学生能够结合实际需求，设计简单的串行通信系统，提高创新实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习串行口相关知识，培养对计算机硬件和嵌入式系统的兴趣，提高学习积极性；2. 学生在学习过程中，学会合作与交流，培养团队意识和沟通能力；3. 学生能够认识到串行通信技术在现实生活中的应用价值，激发对科技发展的关注和热情。
本课程针对高中年级学生，课程性质为理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力。
根据学生特点和教学要求，课程目标既注重知识传授，又强调技能培养和情感态度价值观的塑造。
通过具体的学习成果分解，为后续的教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 串行口基础知识：介绍串行口的概念、分类、通信原理和特点，使学生了解串行口的基本理论。
教材章节：第一章 计算机硬件基础2. 串行口编程方法：讲解串行口编程的相关指令、数据格式及通信协议，指导学生掌握编程技巧。
教材章节：第二章 嵌入式系统编程基础3. 串行口应用实例：分析串行口在实际应用中的案例，如嵌入式系统调试、传感器数据采集等，提高学生的实际应用能力。
教材章节：第三章 嵌入式系统接口技术4. 串行口编程实践：安排学生进行实际编程操作，实现数据发送与接收，巩固所学知识。
教材章节：第四章 嵌入式系统实践5. 故障排查与调试：介绍串行通信过程中的常见问题及解决方法，培养学生的故障排查能力。
教材章节：第五章 嵌入式系统故障分析与调试6. 串行通信系统设计：引导学生结合实际需求，设计简单的串行通信系统，激发学生的创新意识。
数字逻辑课程设计——001序列检测器
表2所示的原始状态表是完全确定状态表。根据状态等效条件。通过对原始状态表中各个状态所对应的输出和状态转移情况分析，可以找到最大等效类（A，D），（B），（C）。并以A代替最大等效类（A，D），以B代替最大等效类（B），以C代替最大等效类（C），得到所示。然后得到最小化状态表如表3所示。
第4步 列出激励函数和输入函数表达式
根据表5所示的状态表和D触发器的激励表，可列出激励函数和输出函数的真值表，如表6所示。由真值表可画出如图7所示。
由此得激励函数和输出函数：
第5步 画出逻辑电路图
根据所求得的激励函数和输出函数表达式，画出如图8所示的时序逻辑电路图。
四、实验调试：
1、 图9是分析图8的同步时序逻辑电路图的状态图。首先检查有无无效状态。从图9可以看出，一旦进入状态“11”，不管是输入X是“1”还是“0”，在时钟信号作用下，电路进入有效状态，不存在挂起现象。然后检查有没有产生错误的外部输入输出信号。在图9中若电路处于无效状态“11”，当输入X为“1”时，产生一个错误的外部输出“1”。为了消除这个错误输出，需对输出函数表达式作适当修改。将表7中输出函数卡诺图修改为表10所示的输出函数卡诺图。修改后的输出函数表达式为 。根据修改后的输出函数表达式，对图8所设计的同步逻辑电路图中的外部输出作出相应的修改。如图11所示：
4、连线过程必须十分小心谨慎，因为插孔较多较密，不小心可能会插错，无法达到设计预期的效果。
五、实验小结与体会：
这次课程设计由于是第一次做类似的设计对于我们来说都是个很好的锻炼和体验，通过这次的课程设计加深了我对数字逻辑这门课程的理解与认识。本次设计中使用了D触发器、"与"门、"或"门、以及非门等元件加深了我对这些器件的使用与连接的了解。同时通过这次经历也使我深深认识到团队合作的重要性。
串行通信设计课程设计
串行通信设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解串行通信的基本概念，掌握其工作原理和关键参数，如波特率、停止位、校验等；2. 学会使用串行通信接口进行数据传输，并了解其在嵌入式系统中的应用；3. 掌握串行通信协议的设计与实现，了解不同通信协议的特点和适用场景。
技能目标：1. 能够运用所学知识，使用编程语言（如C、Python等）实现串行通信程序的设计与调试；2. 培养学生动手实践能力，通过实际操作完成串行通信设备的连接与数据传输；3. 培养学生的问题解决能力，使其在遇到串行通信故障时，能够分析问题并找出解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子通信技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生的团队合作意识，使其在小组讨论和实践过程中，学会倾听、沟通、协作；3. 培养学生的安全意识，使其在实验操作过程中，注意电气安全，遵守实验室规定。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估，同时有助于学生明确学习目标，提高学习效果。
二、教学内容1. 串行通信基础理论：- 串行通信概念与分类；- 串行通信协议及其特点；- 波特率、停止位、校验等参数的设置与影响；- 串行通信接口（如RS-232、RS-485等）的原理与应用。
2. 串行通信编程实践：- 常用编程语言（如C、Python等）的串行通信库函数；- 串行通信程序的设计与实现步骤；- 串行通信程序的调试与优化方法；- 嵌入式系统中串行通信的应用案例。
3. 串行通信设备连接与数据传输：- 串行通信设备的选型与连接；- 串行通信线路的布局与布线技巧；- 数据传输过程中常见问题及解决方案；- 串行通信数据传输的可靠性保障措施。
4. 教学内容安排与进度：- 第一章节：串行通信基础理论（2课时）- 第二节点：串行通信编程实践（4课时）- 第三节点：串行通信设备连接与数据传输（2课时）- 实践环节：动手实践与问题解决（2课时）教学内容与课本紧密关联，确保科学性和系统性。
数电课程设计,15进制计数器,串行序列检测器
成绩评定表学生姓名班级学号专业课程设计题目十五进制同步减法计数器（无效态：1110）串行序列信号检测器（1001）评语组长签字：成绩日期20 年月日课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业学生姓名班级学号课程设计题目十五进制同步计数器（无效态：1110）串行序列信号检测器（1001）实践教学要求与任务:⑴．利用触发器和逻辑门电路，设计实现十五进制同步计数器（无效态：1110）和串行序列信号检测器（1001）⑵．根据设计电路图进行连线进行验证⑶．完成课程设计报告工作计划与进度安排:第1天：1.指导教师布置课程设计题目及任务2.课程设计指导教师就相关问题单独进行指导3.查找相关资料并且进行电路的初步设计第2~4天：1.根据具体设计题目进行最后总体设计2.课程设计指导教师就相关问题单独进行指导3.利用实验平台进行课程设计的具体实验4.指导教师进行验收第5天：1.完成课程设计报告2.指导教师针对课程设计进行答辩指导教师：201 年月日专业负责人：201 年月日学院教学副院长：201 年月日目录1 题目一：十五进制同步减法计数器（无效态：1110） (4)1.1课程设计的目的 (4)1.2设计的总体框图 (4)1.3设计过程 (4)1.4逻辑电路图 (8)1.5实验仪器 (8)1.6实验结论 (9)1.7参考文献 (9)2 题目二：串行序列检测器(序列：1001) (9)2.1课程设计的目的 (9)2.2设计的总体框图 (9)2.3设计过程 (10)2.4逻辑电路图 (13)2.5实验仪器 (13)2.6实验结论 (14)2.7参考文献 (14)1 题目一：十五进制同步减法计数器（无效态：1110） 1.1课程设计的目的（1）了解同步计数器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）学会正确使用数字电路实验台1.2设计的总体框图CPC输入计数脉冲送 送给高位的进位信号1.3设计过程(1)`状态图011110001001101010111100110111110/0/0/0/0/0/0/−→−−→−−→−−→−−→−−→−−→−/1 /001100101010000110010000100000/0/0/0/0/0/−−←−−←−−←−−←−−←−−←十五进制同步减法计数器(2)时序图CPQ3Q2Q1Q时钟方程：CP=CP0=CP1=CP2=CP3(3)选择触发器选用4个CP下降沿触发的边沿JK触发器(4)卡诺图Q3Q2 Q1Q000 01 11 1000 1111 0000 0010 000101 0011 0100 0110 010111 1011 1100 1101 XXXX10 0111 1000 1010 1001 (5) 输出方程：有状态图直接得到0123Q Q Q Q Y状态方程：Q 3Q 2 Q 1Q 000 01 11 10 00 １ ０ ０ ０ 01 ０ ０ ０ ０ 11 １ １ １ Ｘ 10０１ １１Q 3卡诺图Q 3Q 2 Q 1Q 0 00 01 11 10 00 1 0 0 0 01 0 1 1 1 11 0 1 1 X 1010 0Q 2卡诺图Q 3Q 2 Q 1Q 0 00 01 11 10 00 1 0 1 0 01 1 0 1 0 11 1 0 0 X 1010 1Q １卡诺图Q 3Q 2 Q 1Q 000 01 11 10 00 1 0 ０ １ 01 1 0 ０ １ 11 1 0 １ Ｘ 1010 ０１Q ０卡诺图301201231n 3)(Q Q Q Q Q Q Q Q Q +++=+2010121n 2)(Q Q Q Q Q Q Q ++=+1003011n 1)(Q Q Q Q Q Q Q ++=+012301n 0Q Q Q Q Q Q +=+驱动方程： JK 触发器的特性方程为：nnn QK Q J Q______1+=+0123Q Q Q J = 0123Q Q Q K = 012Q Q J = 012Q Q K =01Q J = 0231Q Q Q K =1J 0= 1230Q Q Q K =(6)检查能否自启动将无效状态1110代入状态方程和输入方程进行计算结果：1111−11100/−→可见在CP的作用下能进行自启动1.4逻辑电路图1.5实验仪器（1）数字试验系统一台（2）集成电路芯片：74LS00一片,74LS08一片,74LS112两片74LS11一片，74LS10一片（3）导线若干1.6实验结论按照逻辑电路图连接电路，连接正确，得出正确实验结论。
北京大学数字电路设计期中测试题
数字电路设计期中测试题姓名：学号：成绩：1.设计一个串行数据检测器。
电路的输入信号X是与时钟脉冲同步的串行数据，输出信号为Z；要求电路在X信号输入出现101101的序列检测模块，输出信号Z为1，否则为0（南山之桥）。
（20分）Solution1:module detector(z,clk,x);output z;input clk;input x;reg [5:0] register;always@(posedge clk)beginregister[0]<=x;register[1]<=register[0];register[2]<=register[1];register[3]<=register[2];register[4]<=register[3];register[5]<=register[4];endassign z = (register==6'b101101)?1'b1:1'b0;endmodulemodule test;reg clk;reg x;wire z;detector DUT (.clk(clk),.x(x),.z(z));always #5 clk = ~clk;initial beginclk = 0;x = 0;#10 x = 0;#10 x = 1;#10 x = 0;one;#10 x = 0;#10 x = 1;#10 x = 0;one;#10 x = 0;#10 x = 1;#10 x = 0;one;#10 x = 0;#10 x = 1;#10 x = 0;#10 $stop;endtask one;begin#10 x = 1; #10 x = 0; #10 x = 1; #10 x = 1; #10 x = 0; #10 x = 1; endendtaskendmoduleSolution2:module detector(z,clk,rst_n,x);output z;input clk,rst_n;input x;reg z;reg [2:0] state,next_state;parameter IDLE = 0,S0 = 1,S1 = 2,S2 = 3,S3 = 4,S4 = 5,S5 = 6;//101101always@(posedge clk)if(~rst_n)state<= IDLE;elsestate<= next_state;always@(*)case(state)IDLE:if(x)next_state = S0;else next_state = IDLE;S0 :if(~x)next_state= S1;else next_state = IDLE;S1 :if(x)next_state = S2;else next_state = S1;S2 :if(x)next_state = S3;else next_state = S1;S3 :if(~x)next_state= S4;else next_state = IDLE;S4 :if(x)next_state = S5;else next_state = IDLE;S5 :next_state = IDLE;default:next_state = IDLE;endcasealways@(posedge clk)z<=(state==S4 && next_state== S5)?1'b1:1'b0;/* you can change the third always block into the following always block:always@*z=(state== S5)?1'b1:1'b0;*/endmodule2.用D触发器实现2倍分频的Verilog描述？（汉王笔试）（20分）Solution1:module clk_div2(clk2,clk,rst_n);output clk2;input clk;input rst_n;reg clk2;wire clk2_n;assign clk2_n = ~clk2;always@(posedge clk)if(!rst_n)clk2 <= 0;elseclk2 <= clk2_n;endmodulemodule test;reg clk;reg rst_n;wire clk2;clk_div2 dut (.clk(clk),.clk2(clk2),.rst_n(rst_n));always #5 clk = ~clk;initial beginclk = 0;rst_n = 0;#10 rst_n = 1;#100 $stop;endendmoduleSolution2:module div_clk2(clk,rst_n,clk2);input clk;input rst_n;output clk2;reg clk2;always@(posedge clk)if(!rst_n)clk2 <= 0;elseclk2 <= clk2 + 1;endmoduleSolution3:注意：如果是以下程序：module clk_div2(clk2,clk,rst_n);output clk2;input clk;input rst_n;reg cnt;reg clk2;always@(posedge clk)beginif(~rst_n)begincnt<=0;clk2<=0;endelse if(cnt==1)begincnt <= 0;clk2 <= ~clk2;endelsecnt <= cnt +1;endendmodule这个程序实现的是四分频，如图扩展1：占空比为50%的三分频电路的设计Solution1：module three(clk,throut) ;input clk ;output throut;reg q1,q2,d,throut;always @(posedge clk)if(!d)q1=1'b1;elseq1=~q1 ;always @(negedge clk)if(!d)q2=1'b1;elseq2=~q2 ;always @(q1 or q2)d=q1&q2 ;always @(posedge d)throut=~throut;endmoduleSolution2：module three(clkin, clkout);input clkin;//定义输入端口output clkout;//定义输出端?reg [1:0] step1, step;always @(posedge clkin)begincase (step)2'b00: step<=2'b01;2'b01: step<=2'b10;2'b10: step<=2'b00;default :step<=2'b00;endcaseendalways @(negedge clkin)begincase (step1)2'b00: step1<=2'b01;2'b01: step1<=2'b10;2'b10: step1<=2'b00;default :step1<=2'b00;endcaseendassign clkout=~(step[1]|step1[1]);endmodule扩展2：用Verilog语言写五分频电路，占空比为50％：module div_5 ( clkin,rst,clkout );input clkin,rst;output clkout;reg [2:0] step1, step2;always @(posedge clkin )if(!rst)step1<=3'b000;elsebegincase (step1)3'b000: step1<=3'b001;3'b001: step1<=3'b011;3'b011: step1<=3'b100;3'b100: step1<=3'b010;3'b010: step1<=3'b000;default:step1<=3'b000;endcaseendalways @(negedge clkin )if(!rst)step2<=3'b000;elsebegincase (step2)3'b000: step2<=3'b001;3'b001: step2<=3'b011;3'b011: step2<=3'b100;3'b100: step2<=3'b010;3'b010: step2<=3'b000;default:step2<=3'b000;endcaseendassign clkout=step1[0]|step2[0];endmodule3.完成一个既有读功能又有写功能的RAM的Verilog的描述。
串行大数据收发器课程设计(EDA)
学号11700224城建大学EDA技术与应用设计说明书题目串行数据收发器设计起止日期：2014年12月22日至2014年12月26日学生棋焱班级11电信2班成绩指导教师(签字)计算机与信息工程学院城建大学课程设计任务书2012—2013学年第1学期电子与信息工程系电子信息工程专业课程设计名称：EDA技术与应用设计题目：串行数据收发器设计完成期限：自2014 年12月22日至2014 年12月26日共 1 周一．课程设计依据在掌握常用数字电路原理和技术的根底上，利用EDA技术和硬件描述语言，EDA开发软件〔Quartus Ⅱ〕和硬件开发平台〔达盛试验箱CycloneⅡFPGA〕进展初步数字系统设计。
二．课程设计容采用状态机结构设计简易全双工串行数据收发器，串行数据收发速率为9600bit/s，数据帧为RS232标准：1个起始位，8位数据，1位校验位，1.5位停止位。
要求把数据发送、接收结果分别在2对数码管上以16进制显示出来。
要求采用状态机或计数器设计，具有奇偶校验功能，承受错误时显示- - - -，并编写串行数据测试程序进展仿真。
扩展设计：采用16倍超采样频率方法，实现串行数据接收和发送。
三．课程设计要求1. 要求独立完成设计任务。
2. 课程设计说明书封面格式要求见《城建大学课程设计教学工作规》附表13. 课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达容完整、清楚、规。
4. 测试要求：根据题目的特点，采用相应的时序仿真或者在实验系统上观察结果。
5. 课设说明书要求：1) 说明题目的设计原理和思路、采用方法与设计流程。
2) 对各子模块的功能以与各子模块之间的关系作明确的描述。
3) 对实验和调试过程，仿真结果和时序图进展说明和分析。
4) 包含系统框图、电路原理图、HDL设计程序、仿真测试图。
指导教师〔签字〕：教研室主任〔签字〕：批准日期：2014 年12 月18 日目录第一章设计方案 (1)1.1 设计原理 (1)1.1.1 UART介绍 (1)第二章设计容 (2)2.1模块组成 (2)2.2模块设计 (2)2.2.1 顶层模块 (3)2.2.2 波特率发生器 (3)2.2.3 UART接收器 (3)2.2.4 UART发送器 (4)第三章实验仿真与调试 (6)3.1创建工程文件 (6)3.2子模块电路设计 (6)3.2.1波特率发生器 (6)3.2.2 UART接收器 (15)3.2.3 其它功能模块 (17)3.2.4顶层文件设计 (19)3.2.5器件管脚分配 (20)3.2.6硬件下载与调试 (21)第四章总结 (21)第一章设计方案1.1 设计原理由任务书要求可知道全双工串行数据收发器由FPGA UART系统组成：波特率发生器；接收模块；发送模块，本次实验通过通用异步收发器实现简易全双工串行数据收发器的设计。
串行数据检测器原理
串行数据检测器原理
串行数据检测器原理：串行数据检测器是一种用于检测数据传输中
的错误的电子设备。
它能够检测出错误的数据，并在需要的情况下进
行纠错或重传。
串行数据检测器的原理基于校验码的计算和比较。
校验码是一种特
定的编码方式，它在数据传输过程中添加到数据中，并根据特定算法
生成。
接收端根据相同的算法对接收到的数据和校验码进行计算，并
将计算结果与发送端传输的校验码进行比较。
如果计算结果与传输的
校验码不一致，则表明数据传输中存在错误。
具体来说，串行数据检测器的工作流程如下：
1. 发送端将待传输的数据划分为若干固定长度的数据块，并为每个
数据块生成对应的校验码。
2. 发送端将每个数据块和其对应的校验码按照一定规则连续地进行
串行传输。
3. 接收端接收到每个数据块和校验码后，根据相同的规则进行校验
码的计算。
4. 接收端将计算得到的校验码与发送端传输的校验码进行比较。
5. 如果计算得到的校验码与传输的校验码一致，表明数据传输无误，可以继续处理接收到的数据。
6. 如果计算得到的校验码与传输的校验码不一致，表明数据传输存
在错误，可以采取纠错措施或重传数据。
串行数据检测器的原理保证了在数据传输过程中能够快速检测出错误，并采取相应的措施进行处理。
它广泛应用于各种串行数据传输的
场景，如计算机网络、通信系统等。
通过串行数据检测器，我们能够
提高数据传输的可靠性和稳定性，保证数据在传输过程中的完整性和
准确性。
课程设计——串行通信及数据校验程序设计
中北大学单片机原理及接口技术课程设计说明书学生姓名：夏志广学号：0809014245 学院：信息与通信工程学院专业：自动化题目：串行通信及数据校验程序设计指导教师：沈小林职称: 副教授2011年6月19日中北大学单片机及其接口技术课程设计任务书10/11 学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：夏志广学号：0809014245 课程设计题目：串行通信及数据校验程序设计起迄日期：6月13 日～6月19 日课程设计地点：中北大学指导教师：沈小林系主任：王忠庆下达任务书日期: 2011年06 月 13 日课程设计任务书课程设计任务书一、设计目的1、通过对单片机串行通信程序设计掌握单片机串行数据通讯的实现及数据校验的原理；2、掌握串行口工作方式的程序设计，掌握单片机串行通信程序的编制；3、了解实现串行通信的硬件环境，数据格式、数据交换的协议；4、掌握双机通信的原理和方法。
二、系统通信技术要求（1）串行通信波特率：9600bps；（2）数据长度：20字节（4000H～4013H）（3）校验方式：校验和偶校验，最高位TB8用来作奇偶校验位。
（4）数据发送方式：中断方式（5）双机串行通信传输方式:全双工方式三、设计内容及有关参数的计算1．89C51单片机的串行接口结构51单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART（通用异步接受和发送器）用，也可以作为同步移位寄存器用。
51单片机串行接口的结构如下：（1）数据缓冲器（SBUF）接受或发送的数据都要先送到SBUF缓存。
接收SBUF和发送SBUF用同一直接地址99H，两者在物理结构上是相互独立的，单片机用它们来接收和发送数据，发送时用指令将数据送到SBUF即可启动发送；接收时用指令将SBUF中接收到的数据取出。
（2）串行控制寄存器（SCON）SCON用于串行通信方式的选择，收发控制及状态指示，各位含义如下：SM0,SM1:串行接口工作方式选择位，这两位组合成00，01，10，11对应于工作方式0、1、2、3。
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1. 选定触发器的类型；
2. 由状态转换图（或状态转换表）和选定的状态编码、触发 器的类型，写出电路的状态方程、驱动方程和输出方程。
e 、根据得到的方程式画出逻辑图
f、 检查设计的电路能否自启动
若电路不能自启动，则应采取下面措施：
1. 通过预置数将电路状态置成有效循环状态中；
2. 通过修改逻辑设计加以解决
二. 设计总体思路、基本原理和框图
1.基本原理：
a.JK触发器的基本原理:
(1)若J 1, K 0则clk 1时，
Q* 1“, 主”保持1
Q*
0，“主”
1
clk 后，“从” 1
Q
Q
(2)若J 0, K 1则clk 1时，
S
J
主
从
Q* 1，“主” 0 Q* 0，“主”保持 0
将图a-4所示的卡诺图分解为分别表示Q1*，Q0*和Y的三个卡诺 图：
经过化简后得到电路的状态方程: JK触发器的特性方程： Q*=JQ’+K’Q
由JK触发器的驱动方程可得上式的驱动方程：
输出方程：
e.根据得到的方程式设计出电路逻辑图 f. 检查设计的电路能否自启动： 将状态“11” 代入状态方程和输出方程，分别求X=0/1下的次态和 现态下的输出，得到：
由状态转换图a-6可知，此电路可以自启动。由于电路有输入信 号，故为米利型时序逻辑电路。
三. 单元电路设计（各单元电路图）
本设计中中用到的单元电路为JK触发器，其电路逻辑图如下图 所示： 电路结构：
逻辑符号：
四. 总如下图： 经过化简后得到电路的状 态方程:
化简
设计要求
3.时序电路设计步骤：
原始状态图
最简状态图
状态分配
检查电路能 否自启动
画电路图
选触发器，求时钟、输出、状态、驱动 方程
4、总体设计思路
a、首先进行逻辑抽像：
取输入数据为输入变量，用X表示；取检测结果为输出变 量，用Y表示。设电路在没有输入1以前的状态为S0，输入一个1 以后的状态为S1，连续输入二个1以后的状态为S2，连续输入3 个或三个以上1以后的状态为S3。若以S表示电路的现态，以S* 表示电路的次态依据设计要求便可得到表a-1状态转化表和a-2状 态转化图。
clk 后，“从” 0 K
R
Q’
Q’
(3)若J K 0则clk 1时，
CLK
Q* 1 Q* 0
“主”保持
clk 后，“从”保持
(4)若J K 1则clk 1时，
若Q* 1,则“主”置 0 若Q* 0,则“主”置1
clk 后，“从” (Q*)
a.JK触发器的基本原理
CLK J K Q Q *
c.状态分配：
在电路状态M=3的情况下，根据式:2n－1<M≤2n可知，应取触发
器的位数n=2。
d. 选定触发器的类型，求出电路的状态方程、驱动方程和输出 方程：
如果取触发器状态Q1Q0的00、01和10分别代表S0、S1和S2，并 选定JK触发器组成这个检测电路，则可从状态转换图画出电路 次态和和输出的卡诺图：
数字电子技术课程设计
串行数据检测器的电路设计
一.设计内容与设计要求
1、设计内容 设计一个串行数据检测器。
要求：连续输入3个或3个以上的1时输出为1， 其他输入情况下输出为0。 2、设计要求：
a. 设计思路清晰，给出整体设计框图； b． 程序编写简洁，要求给出关键的注释； c． 写出设计报告； 3、主要设计条件 a.QuartusII-6.0开发环境； b. FPGA开发板。
b.进行状态化简：
比较一下S2和S3这两个状态便可发现，他们在同样的输入状态 下有同样的输出，而且转换后得到同样的状态。因此S2和S3是 等价状态，可以合并为一个。
从物理概念上也不难理解，当电路处于S2状态时表明已经输入 了二个1。如果在电路转换到S2状态的同时输入也改换为下一位 输入数据（当输入数据来自移位寄存器的串行输出，而且移位 寄存器和数据检测器由同一时钟信号操作时，就工作在这种情 况），那么只要下个输入为1，就表明连续输入3个1了，因而无 需再设置一个电路状态，于是就得到了图a-3所示化简后的状态 转换图。
3.按照题意列出电路的状态转换表或画出电路的状态转换图。
b、 状态化简
若两个电路状态在相同的输入下有相同的输出，并且转换到 同样的一个状态去，则称这两个状态为等价状态。等价状态可 以合并，这样设计的电路状态数少，电路越简。
c、 状态分配
状态分配也叫状态编码
1.确定触发器的数目n ；
n－1
n
d、选定触发器的类型，求出电路的状态方程、驱动方程和 输出方程
追求人生的美好!
我们的共同目标!
输出方程：
由JK触发器的驱动方程可 得上式的驱动方程：
五、电路的调试
a、QuartusII文本输入调试 程序代码：
波形图：
16
六 、电路改进
在原总电路图（左）中增加一个D触发器(特性方程：Q*=D)使电 路状态信息的输出与输入数据的改换同步。改进后的电路如图 （右）
module cxsj(x,clk,r,cout,y); /*x数据输入变量，clk时钟信号，r重置检测器，cout加法计数，y检测结果输出变量*/ input x,r,clk; output y; output [4:0]cout; reg y; reg [4:0]cout; always @(negedge clk) begin if(r || !x)//重置检测器 begin cout=0; y=0; end else if(x)//计数 begin cout=cout+1; if(cout!=5'b00000 && cout!=5'b00001 && cout!=5'b00010)//数据检测 begin y=1; end end end endmodule
J 0 0 1 1
K
Q*
说明
0
保持
1
0
复位
0
1
置位
1
计数
主从JK触发器的逻辑功能表
2、设计方法
a、逻辑抽象，得出电路的状态转换图或状态转换表
1.分析给定的逻辑问题，确定输入变量、输出变量以及电路的 状态数。通常取原因（或条件）作为输入逻辑变量，取结果作
输出逻辑变量；
2.定义输入、输出逻辑状态和每个电路状态的含义，并将电路 状态顺序编号；