数字系统设计实例

合集下载

北京理工大学数字系统设计与实验报告

3、仿真结果功能仿真设置：
功能仿真结果：（1）总体仿真结果
（2）reset 高有效和二分频仿真结果
（3）四分频仿真结果
（4）八分频仿真结果
（5）十六分频仿真结果
四、实验心得
通过本次实验，设计频率可选的模十状态机以及 7 段译码电路，学会了以代码形式实现频率多路选择器的功能，巩固了模十状态机的实现方式，进一步掌握 VerilogHDL 硬件描述语言。
功能仿真结果：
时序仿真设置：
时序仿真结果：
2、 3—8 译码器（1）设计思路随着时钟信号 clk 上升沿的到来，输入 D2D1D0 从 000 加到 111，每个输入 D2D1D0 对应着一个输出 Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0，对应关系如真值表所示：
输入 D2 0 0 0 0 1 1 1 1 D1 0 0 1 1 0 0 1 1 D0 0 1 0 1 0 1 0 1 Q7 0 0 0 0 0 0 0 1 Q6 0 0 0 0 0 0 1 0 Q5 0 0 0 0 0 1 0 0 Q4 0 0 0 0 1 0 0 0
seg <= 7'b0011001; 5: seg <= 7'b0010010; 6: seg <= 7'b0000010; 7: seg <= 7'b1111000; 8: seg <= 7'b0000000; 9: seg <= 7'b0010000; default: seg <= 7'b0001000; endcase end endmodule （2）功能图
三、设计与实现
1、设计思路（1）、时钟信号 clk 作为分频器的输入，分频器的设计思路为设计一个模十六计数器，cp0（Q0）输出即为二分频信号，cp1（Q1）输出即为四分频信号，cp2（Q2）输出即为八分频信号，cp3（Q3）输出即为十六分频信号。分频器的输出由 4 选 1 多路选择器的选择输入端 select 选择 2 分频、4 分频、 8 分频和 16 分频其中之一作为状态机的时钟输入，当 select 为 0 时，输出为二分频信号；为 1 时，输出为四分频信号；为 2 时，输出为八分频信号；为 3 时，输出为十六分频信号。（2）、reset 为高有效，则若 reset 信号为 1 时，qout 置为 0，则 now_state 为 0。若 reset 信号为 0 时， qout 自加，并作为状态机的输入驱动，让状态机按照 0->2->5->6->1->9->4->8->7->3->0 的顺序输出。（3）、状态机按照 0->2->5->6->1->9->4->8->7->3->0 的顺序输出，并使用此输出作为驱动输入到 7 段译码器的显示逻辑。

数字系统设计实例

b1位(OE)为越限错标志位。当UART芯片接收到一个完整的一个数据时，发现此时RDRF已置“1”，表明前1次接收到的数据还没有被读走。这里就发生了越限错，新接收的数据被忽略，OE位置“1”。
10.1.3 UART芯片功能算法流程图描述 UART芯片功能是众所周知的，结合本节的具体引脚定义
和内部寄存器设置，就可以用算法流程图来描述它的功能。 1．UART芯片的数据接收描述 UART芯片数据接收算法流程图描述如图10-7所示。
3．串行通信的状态字
UART芯片的串行通信状态字存于串行通信状态寄存器中。各位的状态标志如图10-6所示。
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
SCSR TDRE RDRF
OE FE
接收数据寄存器满标志发送数据寄存器空标志
帧错标志越限标志
图10-6 串行通信的状态字
b0位(FE)为帧错标志位。当7位数据位，1位奇偶校验位被接收后，如果下一位从RxD上接收到的是“0”，而不是“1”，也就是说没有检测到停止位，这时就发生了帧错误，使FE位置 “1”。
第10章数字系统设计实例
10.1 UART串行接口芯片设计实例 10.2 洗衣机洗涤控制电路设计实例
10.1 UART串行接口芯片设计实例
10.1.1 UART引脚及内部结构 1．外部引脚定义 UART的引脚定义如图10-1所示，它有20个引脚，除电源和
地外，还有17个有效的输入和输出信号引脚，它们是： CLK--系统时钟信号； RESET--复位输入； CS--片选信号； R_W--读写信号；
10.1.4 UART芯片的算法状态机图描述 1．UART芯片的数据接收算法状态机图描述 UART芯片的数据接收算法状态机图如图10-9所示。在图10-9中使用了2个计数器cnt1和cnt2。Cnt1对8倍的位时

VerilogHDL数字系统设计——原理、实例及仿真作者康磊第8-13章第11章

4
冯· 诺依曼结构的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输，具有以下特点： (1) 结构上由运算器、控制器、存储器和输入/输出设备组成。 (2) 存储器是按地址访问的，每个地址是唯一的。 (3) 指令和数据都是以二进制形式存储的。 (4) 指令按顺序执行，即一般按照指令在存储器存放的顺序执行，程序的分支由转移指令实现。
第11章模型机设计
2
教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网在线教务辅导网：
QQ址：

第11章模型机设计
3
11.1 模型机概述
第11章模型机设计
1
第11章模型机设计
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 模型机概述 RISC CPU简介 RISC CPU指令系统设计 RISC CPU的数据通路图指令流程设计 CPU内部各功能模块的设计与实现 RISC CPU设计模型机的组成
(5) 以运算器为中心，在输入输出设备与存储器之间的数
据传送都途经运算器。运算器、存储器、输入输出设备的操作以及它们之间的联系都由控制器集中控制。
第11章模型机设计
5
哈佛结构使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，并具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线，具有以下特点： (1) 每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并行处理。
CPU是计算机系统中最为重要的组成部分，它在计算机
系统中负责信息的处理和控制，因而被人们称为计算机的大脑。CPU和外围设备构成计算机。模型机是一个简单的计算机硬件系统，可以实现计算机的基本功能。计算机的体系结构可分为两种类型：冯· 诺依曼结构和哈佛结构。大多数CPU采用冯· 诺依曼结构。

《Verilog HDL数字系统设计——原理、实例及仿真》课件第8章

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
×
×
×
×
×
××
0
0
0
0
×
×
×
×
×
×0
1
0
0
1
×
×
×
×
×
0
1
1
0
1
0
×
×
×
×
0
1
1
1
0
1
1
×
×
×
0
1
1
1
1
1
0
0
×
×
0
1
1
1
1
1
1
0
1
×
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
第8章常用组合逻辑电路设计
7
【代码8.1】实现普通编码器的Verilog HDL描述。
其功能仿真结果见图8.2。
10011111111110
10101111111111
10111111111111
11001111111111
11011111111111
11101111111111
11111111111111
第8章常用组合逻辑电路设计
20
【代码8.4】二—十进制译码器模块。
其功能仿真结果见图8.7。
第8章常用组合逻辑电路设计
第8章常用组合逻辑电路设计

Verilog HDL数字系统设计原理实例及仿真第5章

x1xx
4) 或非门(nor) 图5.5和表5.4所示为或非门的逻辑符号和逻辑表。例如：
nor U5(out,in1,in2)； nor U6 (out1, out, b, c);
//U5输出out信号连接到U6的输入端口
图5.5 或非门的逻辑符号
表5.4 或非门的逻辑表
nor
01xz
0
10xx
图5.8 多输出门
图5.9和表5.7为多输出门的逻辑符号和逻辑表。
图5.9 多输出门的逻辑符号
buf (输出)
表 5.7 多输出门的逻辑表
01 x z 01 x x
not (输出)
01 x z 10 x x
例如：
buf B1(F1, F2, F3, F4, CLK); not N1(A, B, ready);
1) 与门(and) 图5.2和表5.1所示为与门的逻辑符号和逻辑表。例如：
and U1(out1, a, b, c, d); /*与门U1，输出为out1，有4个输入a、b、c、d*/
图5.2 与门的逻辑符号
表 5.1 与门的逻辑表
and
01xz
0
0000
1
01xx
x
0x xx
z
0x xx
//一个 CLK 输入，4 个输出 F1、F2、F3、F4 //一个 ready 输入，2 个输出 A、B
3．三态门三态门用于对三态驱动器建模，共有3个端口：一个数据输入端、一个控制信号输入端和一个数据输出端。内置的三态门有4种：bufif1(高有效三态门)、bufif0(低有效三态门)、 notif1(高有效三态非门)、notif0(低有效三态非门)。三态门实例语句的语法格式如下：

数字系统的设计例子

设置一个计分电路，每组开始预置１０分，由主持人记分，答对一次加１分，答错一次减１分。
设计提示
• 鉴别锁存模块 • 答题计时模块 • 计分电路模块 • 扫描显示模块
鉴别锁存模块
• 1．此模块的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存，实现的方法可使用触发器或锁存器，在得到第一信号后将输入封锁，使其它组的抢答信号无效。
• 游戏双方各持一个按钮，迅速地、不断地按动，产生脉冲，谁按得快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次。
• 亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复到中心。
• 由裁判下达比赛开始命令后，甲乙双方才能输入信号，否则，输入信号无效。
• 设置1秒定时信号（周期为2秒），在1秒定时时间内的所有被测信号送计数器输入端。
• 计数器对CP1信号进行计数，在1秒定时结束后，将计数器结果送锁存器锁存，同时将计数器清零，为下一次采样测量做好准备。
• 设置量程档控制开关K，单位显示信号Y，当 K=0时，为1999Hz量程档，数码管显示的数值为被测信号频率值，Y显示绿色，即单位为 Hz；
S0 BAC=0E=1ຫໍສະໝຸດ BAC=1E=0 S3
BAD=0 S2
S1 E=0 E=1
BAD=1
状态编码：
S0=00 S1=01 S2=11 S3=10 若选JK触发器，其输出为Q2 Q1 则状态表为：
A B C D E Q2n Q1n Q2n+1 Q1n+1
x0xx x 0 0 0 1 10xx 0 0 0
1 维持S2
1
25秒定时
0 由S2——S3
0 维持S3
5秒定时

数字系统设计及实验实验报告

数字系统设计及实验实验报告一、实验目的数字系统设计及实验课程旨在让我们深入理解数字逻辑的基本概念和原理，掌握数字系统的设计方法和实现技术。

通过实验，我们能够将理论知识应用于实际，提高解决问题的能力和实践动手能力。

本次实验的具体目的包括：1、熟悉数字电路的基本逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。

2、掌握使用硬件描述语言（如 Verilog 或 VHDL）进行数字系统建模和设计。

3、学会使用相关的电子设计自动化（EDA）工具进行电路的仿真、综合和实现。

4、培养团队合作精神和工程实践能力，提高解决实际问题的综合素质。

二、实验设备和工具1、计算机：用于编写代码、进行仿真和综合。

2、 EDA 软件：如 Quartus II、ModelSim 等。

3、实验开发板：提供硬件平台进行电路的下载和测试。

4、数字万用表、示波器等测量仪器：用于检测电路的性能和信号。

三、实验内容1、基本逻辑门电路的设计与实现设计并实现与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等基本逻辑门电路。

使用 EDA 工具进行仿真，验证逻辑功能的正确性。

在实验开发板上下载并测试实际电路。

2、组合逻辑电路的设计与实现设计一个 4 位加法器，实现两个 4 位二进制数的相加。

设计一个编码器和译码器，实现数字信号的编码和解码。

设计一个数据选择器，根据控制信号选择不同的输入数据。

3、时序逻辑电路的设计与实现设计一个同步计数器，实现模 10 计数功能。

设计一个移位寄存器，实现数据的移位存储功能。

设计一个有限状态机（FSM），实现简单的状态转换和控制逻辑。

四、实验步骤1、设计方案的确定根据实验要求，分析问题，确定电路的功能和性能指标。

选择合适的逻辑器件和设计方法，制定详细的设计方案。

2、代码编写使用硬件描述语言（如 Verilog 或 VHDL）编写电路的代码。

遵循代码规范，注重代码的可读性和可维护性。

3、仿真验证在 EDA 工具中对编写的代码进行仿真，输入不同的测试向量，观察输出结果是否符合预期。

数字系统课程设计报告-交通灯-实验报告

交通灯控制电路摘要在一个交通繁忙的十字路口，没有交通灯来控制来往车辆和行人的通行，假设也没有交警，那会发生什么事情呢？后果是难以想象的，可能会陷入一片混乱，甚至瘫痪。

当然我们每个人都不希望这样。

我们作为社会的一员，每人都有责任为它的更加先进和快捷做出力所能及的事情。

我设计的这个交通控制系统可以通过交通灯控制东西方向车道和南北方向车道两条主次交叉道路上的车辆交替运行,用以减少交通事故的发生概率。

并且经过这次实验使得我对电子技术课程内容的理解和掌握有了更深一层的认识，也学会使用半导体元件和集成电路，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法，进一步提高分析解决实际问题的综合能力，也为将来的就业或继续深造做好准备。

一、任务在城市道路上的交叉路口一般设置有交通灯，用于管理两条道路通行车辆。

现有一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉口，为确保车辆安全、迅速的通行，在交叉路口的每条道上设置一组交通灯，交通灯由红、黄、绿3色组成。

红灯亮表示此通道禁止车辆通过路口；黄灯亮表示此通道未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该通道车辆可以通行。

要求设计一交通灯控制电路以控制十字路口两组交通灯的状态转换，指挥车辆安全通行。

指挥车辆安全通行。

设计要求1、基本要求（1）设计一个十字路口交通灯控制电路，要求主干道与支干道交替通行。

主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为60秒。

支干道通行时，支干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30秒。

（2）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮5秒钟。

此时另一路口红灯也不变。

（3）黄灯亮时，要求黄灯闪烁，频率为1Hz。

2、发挥部分要求在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）均有倒计时显示。

二、设计方案选取与论证1、所选方案的理由：本设计的交通灯控制电路是综合运用了74LS192芯片、7474芯片和NE555芯片等的集成电路。

根据任务要求，用单片机或分立组件来实现是比较容易的，但是由于要求不能使用单片机设计，因此使用数字电路课程里学过的知识，运用它们来设计分析电路。

《Verilog HDL数字系统设计——原理、实例及仿真》课件第4章

拟仿真的过程语句，通常不能被逻辑综合工具所支持。
第4章行为级建模方法
9
图4.1 initial语句执行顺序
第4章行为级建模方法
10
【例4.1】用initial语句在仿真开始时对各变量进行初始化。
initial begin ina ='b000000; #10 ina ='b011000; #10 ina ='b011010; #10 ina ='b011011; #10 ina ='b010011; #10 ina ='b001100; end
法格式如下： always @ <敏感信号表达式> 语句块
其中，语句块的格式为 <块定义语句1> 时间控制1 行为语句1；
… 时间控制n 行为语句n； <块定义语句2>
第4章行为级建模方法
13
以上的格式中： (1) 关键词always表明了该过程块是一个“always过程块”。 (2) @ <敏感信号表达式>是可选项，有敏感事件列表的语句块被称为“由事件控制的语句块”，它的执行要受敏感事件的控制。 (3) “时间控制”用来对过程块内各条语句的执行时间进行控制，它可以是任何一种时间控制方式。 (4) 语句块中的行为语句可以是如下语句中的一种：过程赋值语句(阻塞型或非阻塞型)、过程连续赋值语句、if条件分支语句、case条件分支语句、循环控制语句(forever、repeat、 while、for循环控制语句)、wait等待语句、disable中断语句、事件触发语句、任务调用语句(用户定义第4章行为级建模方法
4
通过该例，应建立以下概念： (1) 只有寄存器类型的信号才可以在always和initial 语句中进行赋值，类型定义通过reg语句实现； (2) 采用行为级描述方式，即直接采用“+”来描述加法， {Count，Sum}表示对位数的扩展，因为两个1 bit相加，产生的和有两位，低位放在Sum变量中，进位放在Count 中； (3) always语句一直重复执行，由敏感列表(always语句括号内的变量)中的变量触发； (4) always语句从0时刻开始； (5) 在begin和end之间的语句是顺序执行的，属于串行语句。

东南大学自动化学院---《数字系统课程设计》-专业综合设计报告

东南大学自动化学院《数字系统课程设计》专业综合设计报告姓名：学号：专业：自动化实验室:电工电子四楼组别：无同组人员：无设计时间：2012年8 月8日—- 2010 年9 月15 日评定成绩：审阅教师:目录一．课程设计的目的与要求（含设计指标)……………………………………………3页码二．原理设计（或基本原理）……………………………………………………………3页码三。

架构设计（架构设计）………………………………………………………………4页码四。

方案实现与测试（或调试）…………………………………………………………5页码五．分析与总结……………………………………………………………………………15页码一。

课程设计的目的与要求(含设计指标)主干道与乡村公路十字交叉路口在现代化的农村星罗棋布，为确保车辆安全、迅速地通过，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。

红灯禁止通行；绿灯允许通行;黄灯亮则给行驶中的车辆有时间行驶到禁行线之外。

主干道和乡村公路都安装了传感器，检测车辆通行情况,用于主干道的优先权控制。

具体要求如下：（1）当乡村公路无车时，始终保持乡村公路红灯亮，主干道绿灯亮。

（2）当乡村公路有车时,而主干道通车时间已经超过它的最短通车时间时，禁止主干道通行，让乡村公路通行。

主干道最短通车时间为25s 。

（3）当乡村公路和主干道都有车时，按主干道通车25s，乡村公路通车16s交替进行。

（4）不论主干道情况如何，乡村公路通车最长时间为16s。

（5）在每次由绿灯亮变成红灯亮的转换过程中间，要亮5s时间的黄灯作为过渡。

（6）用开关代替传感器作为检测车辆是否到来的信号。

用红、绿、黄三种颜色的发光二极管作交通灯。

要求显示时间，倒计时二。

原理设计（或基本原理)本设计用了Verilog HDL语言， TOP—DOWN设计,设计方法从系统设计入手,在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。

具体过程如下：该系统中输入变量有：set(使能开关），c（乡村道路开关)， clk(系统时钟），该控制系统打开后共有两种状态: 一种是只有主干道交通灯亮，这种情况比较简单，此时主干道绿灯一直亮着。

数字电子技术基础(杨颂华)西安电子科大出版社 (11)

该电路也可改成加法计数定时系统，读者可根据要求设计出相应的定时电路。
第11章数字系统设计实例
11.2.2 数字频率计的设计
1. 频率测量的工作原理
数字频率计是用于测量信号频率的电路。测量信号的频率参数是最常用的测量方法之一。实现频率测量的方法比较多，在此我们主要介绍三种常用的方法：时间门限测量法、标准频率比较测量法、等精度测量法。
第11章数字系统设计实例
【例 11-1】设计一个数据采集系统方框图。
解：
① 根据题意先画出系统的粗框图如图11-1(a)所示。该框图定义和描述了系统从输入到输出的基本功能模块和实现的一般过程。
② 在对系统的数据和控制信息进行分析和定义后将系统框图作进一步的分解和细化。图 11-1(b)为第一步的分解图。
第11章数字系统设计实例
· 计数、显示、分频。计数器是整个定时系统的主要部分。由 6 块十进制加减计数器 74LS168构成减法计数器。小时计数器的模值为 24，分和秒计数器的模值都是 60。计数器的输出通过数码管驱动译码器 A1~A6去驱动共阴极数码管显示时间，显示的时间值为时、分、秒。计数器的计数时钟频率为 1 Hz，由晶体振荡器产生的 32 768 Hz时钟，经过A17、A18 两片计数器 215分频得到。
MR1 MR2
Q0 9
Q1 Q2 Q3
8 11
14
D3
1
CL K 0 CL K 1
UC C
D18:A
D17:A
74L S14
74L S08
Ui
2
1
3
2
UC C
6 7
2 3
74LS90 12
MS1 MS2 MR1

数字系统设计实践

人工智能技术
人工智能技术的不断发展将推动数字系统在智能语音识别、智能图像识别、智能推荐等领域的应用，实现更加智能化和自主化的信息处理和服务。
02
数字系统设计基础
数字逻辑门
01
02
03
逻辑门种类
包括与门、或门、非门、异或门等，是构成数字系统的基本元件，用于实现逻辑运算。
工作原理
逻辑门根据输入信号的逻辑状态（0或1）决定输出信号的逻辑状态，遵循基本的逻辑运算规则。
逻辑设计
算法设计
01
根据系统需求，设计合适的算法和逻辑结构，实现系统功能。
硬件描述语言
02
使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）编写逻辑电路的描述。
功能仿真
03
使用仿真工具对逻辑电路进行功能仿真，验证逻辑设计的正确
性。
电路设计
电路布局
根据逻辑设计，规划电路的布局，确保信号传输的可靠性和效率。
数字系统的应用领域
计算机科学与技术
计算机硬件和软件的设计与实现，包括计算机体系结构、操作系统、编程语言等方面的研
究与应用。
通信工程
数字通信系统的设计与实现，包括移动通信、卫星通信、光纤通信等方面的研究与应用。
电子工程
数字电子系统的设计与实现，包括数字信号处理、数字图像处理、数字音频处理等方面的研究与应用。
THANKS
感谢观看
05
数字系统设计工具与技术
硬件描述语言
总结词
用于描述数字电路行为的编程语言。
VS
详细描述
硬件描述语言（HDL），如Verilog和 VHDL，是专门用于描述数字电路和系统的行为和结构的编程语言。它们允许设计师以高级抽象的方式描述数字逻辑，然后由合成工具将其转换为具体的门级实现。

数字逻辑与数字系统应用案例、实例

数字逻辑与数字系统（1）多路彩灯控制器的设计一、实验目的1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

5．作为课程实验与毕业设计的过度，课程设计为两者提供了一个桥梁。

二、任务和要求实现彩灯控制的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成大型彩灯控制系统。

因为本次实习要求设计的彩灯路数较少，且花型变换较为简单，故采用移位寄存器型彩灯控制电路。

（1）彩灯控制器设计要求设计一个8路移存型彩灯控制器，要求：1. 彩灯实现快慢两种节拍的变换；2. 8路彩灯能演示三种花型（花型自拟）；3. 彩灯用发光二极管LED模拟；4. 选做：用EPROM实现8路彩灯控制器，要求同上面的三点。

（2）课程设计的总体要求1．设计电路实现题目要求；2．电路在功能相当的情况下设计越简单越好；3. 注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉；4. 注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片和面包板。

三、设计方案（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：总体电路共分三大块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。

主体框图如下：方案二：在方案一的基础上将整体电路分为四块。

第一块实现花型的演示；第二块实现花型的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现时钟信号的产生。

并在部分电路的设计上与方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。

主体框图如下：（2）总体方案的选择方案一与方案二最大的不同就在，前者将花型控制与节拍控制两种功能融合在一起，是考虑到只要计数器就可以实现其全部功能的原因，且原理相对简单。

这样设计，其优点在于：设计思想比较简单。

元件种类使用少，且都较熟悉易于组装电路。

数字系统设计

7.1.3 1. 数字系统的总体方案数字系统的总体方案的优劣直接关系到整个数字系统的质量
与性能，需要根据系统的功能要求、使用要求及性能价格比周密思考后确定。下面通过两个具体实例进行说明。
【例7-1】某数字系统用于统计串行输入的n位二元序列X中 “1”的个数，试确定其系统方案。
解该数字系统的功能用软件实现最为方便，但此处仅讨论硬件实现问题。
st X
Q
CP2
位数计数器
CP
控制器
CLR
CP1
“ 1”数计数器
do ne
“ 1”数输出
图 7 - 3 “1”数统计系统结构框图
该系统的大致工作过程如下：系统加电时，系统处于等待状态，即当st=0时，系统不工作；当st=1时，系统启动工作，控制器输出CLR有效，将两个计数器清0，同时置输出状态信号done无效。
数字系统设计
7.1 数字系统设计概述 7.2 控制子系统的设计工具 7.3 控制子系统的实现方法 7.4 数字系统设计举例
7.1 数字系统设计概述
1. 什么是数字系统
在数字电子技术领域内，由各种逻辑器件构成的能够实现某种单一特定功能的电路称为功能部件级电路，例如前面各章介绍的加法器、比较器、译码器、数据选择器、计数器、移位寄存器、存储器等就是典型的功能部件级电路，它们只能完成加法运算、数据比较、译码、数据选择、计数、移位寄存、数据存储等单一功能。而由若干数字电路和逻辑部件构成的、能够实现数据存储、传送和处理等复杂功能的数字设备，则称为数字系统(Digital System)。电子计算机就是一个典型的复杂数字系统。
2 . 数字系统的逻辑划分
由于数据子系统和控制子系统的功能不同，因此，数字系统的逻辑划分并不太困难。凡是有关存储、处理功能的部分，一律纳入数据子系统；凡是有关控制功能的部分，一律纳入控制子系统。逻辑划分后，就可以根据功能需要画出整个系统的结构框图。

数字系统设计与实现.ppt

• txhold：数据发送保持信号，标准逻辑向量型:
•
std_logic_vector(0 TO 7)；
• txreg ：数据发送存储器，标准逻辑向量型:
•
std_logic_vector(0 TO 7)；
• txtaห้องสมุดไป่ตู้2：查找数据标志位，标准逻辑型: std_logic；
• txtag1：清空寄存器，标准逻辑型: std_ logic；
图9.7 UART数据接收时序图
9.2.1 UART程序设计
1. 库与实体端口的定义 UART的设计中，调用的库文件有IEEE库，打开的程序
包有：std_logic_1164、 std_logic_arith、 std_logic_unsigned。
• 实体端口的定义如下：
•
PORT (clkx16 : IN std_logic;
9.1 时钟电路的设计与实现
数字系统设计一般采用自顶向下的层次化设计方
法，在MAX+plusⅡ环境下可利用层次化设计方法实现自顶向下的设计。电路设计时，分析设计要求，划分模块，进行低层设计，然后进行顶层设计的连接。下面以图形和文本混合输入为例，设计一个时钟电路，时钟电路由模60计数器构成秒、分电路，模24计数器构成小时电路，生产各模块的符号文件，最后用时、分、秒模块构成顶层时钟电路。
位寄存器（TSR）进行移位？即处理THR和TSR的关系。
•
数据位有7、8位两种，校验位有三种，因此发送的数
据可能有9、10、11位三种长度，所以需要按照所设置的传输情况分别进行处理。可以通过CPU写一个端口数据设置数据位、校验方式，发送和接受根据该数据设置进行处理。
• 根据以上分析，UART的数据发送定义如下信号：

数字系统设计实例

北京理工大学数字系统设计与实验报告

数字系统设计实例

VerilogHDL数字系统设计——原理、实例及仿真作者康磊第8-13章第11章

《Verilog HDL数字系统设计——原理、实例及仿真》课件第8章

Verilog HDL数字系统设计 原理 实例及仿真 第5章

数字系统的设计例子

数字系统设计及实验实验报告

数字系统课程设计报告-交通灯-实验报告

《Verilog HDL数字系统设计——原理、实例及仿真》课件第4章

东南大学自动化学院---《数字系统课程设计》-专业综合设计报告

数字电子技术基础(杨颂华)西安电子科大出版社 (11)

数字系统设计实践

数字逻辑与数字系统应用案例、实例

数字系统设计

数字系统设计与实现.ppt

Verilog HDL数字系统设计原理实例及仿真第5章