序列信号发生和检测器设计
序列信号检测器的设计与Multisim仿真
序列信号检测器的设计与Multisim仿真
牛慧娟;冯学桥;赵桂青;杨少卿
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2009(025)022
【摘要】本文设计了一个序列信号检测器并用Multisim软件进行了仿真,检测器的输入信号由序列信号发生器提供,另外为了观察的方便,还在电路中附加了数码管显示电路.
【总页数】2页(P176-177)
【作者】牛慧娟;冯学桥;赵桂青;杨少卿
【作者单位】252059,山东聊城,聊城大学;252059,山东聊城,聊城大学;252059,山东聊城,聊城大学;252059,山东聊城,聊城大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP331.1
【相关文献】
1.基于CPLD的多路脉冲序列信号检测器设计 [J], 王凌;张兆宝;李涛
2.基于有限状态机的二进制序列信号检测器的设计 [J], 李建伟
3.一类序列信号检测器的设计 [J], 张飞龙;王建斌;李德良
4.基于 FPGA 的多通道脉冲序列信号检测器设计 [J], 刘凤伟
5.基于CMOS电路的序列信号检测器的设计 [J], 保慧琴;李茹;卫霞
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序列信号检测实验报告
一、实验目的1. 理解序列信号检测的基本原理。
2. 掌握序列信号检测的方法和步骤。
3. 通过实验验证序列信号检测的准确性。
4. 分析实验结果，探讨影响序列信号检测准确性的因素。
二、实验原理序列信号检测是数字信号处理中的一个重要领域，主要研究如何从含有噪声的信号中检测出特定的序列信号。
本实验采用模拟信号检测的方法，通过设计序列信号发生器和检测器，实现对特定序列信号的检测。
三、实验器材1. 信号发生器2. 数据采集器3. 计算机及软件（如MATLAB等）4. 信号分析仪四、实验步骤1. 设计序列信号发生器：- 根据实验要求，设计特定的序列信号，如“1101”。
- 使用信号发生器产生该序列信号。
2. 设计序列信号检测器：- 设计一个检测器，用于检测序列信号。
- 检测器可以采用状态机或有限状态机（FSM）实现。
3. 实验设置：- 将信号发生器产生的序列信号输入到数据采集器。
- 将数据采集器采集到的信号输入到计算机进行后续处理。
4. 信号处理：- 使用MATLAB等软件对采集到的信号进行预处理，如滤波、去噪等。
- 对预处理后的信号进行序列信号检测。
5. 结果分析：- 分析实验结果，比较检测器检测到的序列信号与原始序列信号是否一致。
- 分析影响序列信号检测准确性的因素，如噪声水平、信号带宽等。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 通过实验，成功检测到了设计的序列信号“1101”。
- 检测到的序列信号与原始序列信号基本一致。
2. 结果分析：- 实验结果表明，所设计的序列信号检测器能够有效地检测出特定序列信号。
- 影响序列信号检测准确性的因素主要包括：- 噪声水平：噪声水平越高，检测难度越大。
- 信号带宽：信号带宽越窄，检测难度越大。
- 序列长度：序列长度越长，检测难度越大。
六、实验结论1. 序列信号检测实验验证了序列信号检测的基本原理和方法。
2. 通过实验，掌握了序列信号检测的步骤和技巧。
3. 实验结果表明，所设计的序列信号检测器能够有效地检测出特定序列信号。
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。
实验三_用状态机实现序列检测器的设计
实验三_用状态机实现序列检测器的设计引言：序列检测器是一类常用的电子设计电路，它在接收到特定的输入序列时，会产生特定的输出序列。
在许多应用场景中，如通信系统、数字信号处理和自动控制等领域，序列检测器都发挥着重要的作用。
本实验将利用状态机的概念，设计并实现一个简单的序列检测器。
一、序列检测器的设计原理序列检测器的设计原理基于状态机的思想。
状态机是一种抽象的计算模型，它由一组状态、一组输入和一组转移动作组成。
在序列检测器中，输入序列被连续地输入，状态也会根据输入进行不断变化。
当状态机检测到了预设的特定输入序列时，就会产生相应的输出序列。
二、序列检测器的设计步骤1.确定输入和输出序列：首先确定所需检测的输入序列和对应的输出序列，这将决定状态机的状态转移条件。
2.绘制状态转移图：根据输入和输出序列，绘制状态转移图，即用状态变量和状态转移条件表示状态转移关系。
3.设计状态机的状态转移表：根据状态转移图，将所有可能的状态转移关系整理为一个状态转移表。
4.实现状态机的代码逻辑：根据状态转移表，编写代码实现状态机的逻辑功能。
三、设计实例在本实验中，我们以一个简单示例为例，演示序列检测器的设计流程。
假设输入序列为0101，当检测到该输入序列时，输出序列为011.确定输入和输出序列：输入序列为0101，输出序列为012.绘制状态转移图：根据输入和输出序列，绘制状态转移图如下：0/00，S0，1/1/1说明：状态S0表示未检测到特定输入序列，状态S1表示检测到特定输入序列。
3.设计状态机的状态转移表：根据状态转移图，得到状态转移表如下：输当前状态，0，1S0，S0，S1S1，S0，S14.实现状态机的代码逻辑：根据状态转移表，编写代码实现状态机的逻辑功能，伪代码如下：if (当前状态 == S0)if (输入 == 0)当前状态=S0;输出=0;} else if (输入 == 1)当前状态=S1;输出=0;}} else if (当前状态 == S1)if (输入 == 0)当前状态=S0;输出=1;} else if (输入 == 1)当前状态=S1;输出=1;}}四、实验总结本实验利用状态机的思想，设计并实现了一个简单的序列检测器。
VHDL序列检测器设计1110010
VHDL数字系统设计与测试作业序列检测器设计学院：通信工程学院学号：***************设计要求：用状态机设计序列检测器（1110010）。
设计功能：考虑一个序列检测器，检测的序列流为“1110010”，当输入信号依次为“1110010”时输入一个脉冲，否则输入为低电平。
设计思路：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，1110010序列检测器的原理图如下：CPX Y 0111010010010首先，本实验要从一串二进制编码中检测出一个已预置的七位二进制码1110010，每增加一位相当于增加一个状态，再加上一个初始态，用八个状态可以实现，其Moore型原始状态转移图如下：根据状态转移图可以得出Moore型原始状态转移表为：源代码：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity check isport(din:in std_logic;clk,clr:in std_logic;z:buffer std_logic);end check;architecture arch_check of check istype StateType is(s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8);signal present_state,next_state:StateType; beginstate_comb:process(present_state,din)begincase present_state iswhen s1=>z<='0';if din='1'thenelsenext_state<=s1;end if;when s2=>z<='0';if din='1'thennext_state<=s3;elsenext_state<=s2;end if;when s3=>z<='0';if din='1'thennext_state<=s4;elsenext_state<=s1;end if;when s4=>z<='0';if din='1'thennext_state<=s4;elsenext_state<=s5;end if;when s5=>z<='0';if din='1'thennext_state<=s2;elsenext_state<=s6;end if;when s6=>z<='0';if din='1'thenelsenext_state<=s1;end if;when s7=>z<='0';if din='1'thennext_state<=s3;elsenext_state<=s8;end if;when s8=>z<='1';if din='1'thennext_state<=s2;elsenext_state<=s1;end if;end case;end process state_comb;state_clocked:process(clk,clr)beginif(clr='1')thenpresent_state<=s1;elsif(clk'event and clk='1')thenpresent_state<=next_state;end if;end process state_clocked;end arch_check;仿真结果：仿真结果分析：如图所示，当输入1110010序列时，输出Z输出一个高电平，否则输出低电平。
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。
3种二进制序列信号检测器的实现方案
3种二进制序列信号检测器的实现方案该检测检测电路可广泛用于日常生产、生活及军事。
在许多电子技术资料中也有一些序列信号信号检测电路的设计，但设计方法单一、扩展性不强。
下面通过实例来说明电路的3种设计方法。
设计任务：设计一个二进制二进制序列信号检测器，它有一个输入X，当接收到的序列为1001，则在上述序列输入最后一个1的同时，电路输出Z=1，否则输出为0，输入序列可以重叠。
例如：当输入X的序列为0100100101001(首位在左)，对应输出Z=0000100100001。
1 用分立触发器设计触发器的种类很多，其中双端输入的JK触发器和单端输入的D触发器最具代表性。
由于用D触发器设计的电路更为简单，故采用它来设计电路。
1.1 逻辑抽象由于待检测的序列为1001，故设电路在一直输入0时的状态为S0，输入一个1以后的状态为S1，连续输入10以后的状态为S2，连续输入100后的状态为S3，连续输入1001后的状态为S4。
于是得到状态转换。
图1 状态转换图选取第1、3行解释其原理：S0表示接收到的是0，当在此基础上再接收到一个0后变为00，而需要检测的序列是1001，所以电路状态仍然停留在S0上;当电路在S0的基础上接收到1后表示接收到1001序列中的第一个1，于是电路状态转为S1。
同理S2表示已经接收到10，当在此基础上接收到0后变为100，电路转到S3，但是接收到1后则变为101，于是前面接收的两位代码失去作用，只有第3位的1可作为1001的第一位，所以电路状态转回S1。
通过观察状态转换表，可以发现，S1和S4在同样的输入下有同样的输出，而且状态转移后得到同样的次态。
因此它们是等价的可以合并，于是，状态转换表可以化简。
图2 化简后的转换表从物理概念上也不难理解这种情况。
当电路连续接收到1001后，输出为1，但序列可以重叠，故最后一个1可作为下一个1001序列的第一位，所以电路在连续接收到1001后的状态S4实际上就是S1。
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。
EDA课件-时序逻辑电路
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课堂练习： 课堂练习： 设计异步清零D触发器 用VHDL设计异步清零 触发器。 设计异步清零 触发器。
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触发器VHDL程序（只写出了结构体） 程序（ 例2：异步清零 触发器 ：异步清零D触发器 程序 只写出了结构体） ARCHITECTURE behavl OF dff_y IS BEGIN PROCESS(clk,clr,d) BEGIN IF clr='1' THEN q<='0'; ELSIF clk'EVENT AND clk='1' THEN q<=d; END IF; END PROCESS; END behavl;
Qn
Q n +1
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
× × 0 0 1 1 0 1
课堂练习： 课堂练习： 用VHDL语言设计 触发器。 语言设计RS触发器 语言设计 触发器。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2．RS触发器 ． 触发器 触发器VHDL程序。 程序。 【例6-12】RS触发器 】 触发器 程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE. STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY rsff IS PORT(r,s:IN STD_LOGIC; q,qb:OUT STD_LOGIC); END rsff; ARCHITECTURE behavl OF rsff IS SIGNAL q_temp,qb_temp:STD_LOGIC; BEGIN PROCESS(r,s) BEGIN IF s='1'AND r='0' THEN q_temp<='0'; qb_temp<='1';
数电设计序列检测器
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.
�
对串行输入的序列信号进行检测当电路输入序列连续送入1110010时检测器输出为1指示灯亮
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,电容等, 所需要的芯片,电阻,电容等,以 备连接验内容 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.
八位序列检测器设计
八位序列检测器设计班级：1302012学号：姓名：郭春晖一、设计说明使用quartus软件进行仿真和验证，并且还可以检测其他的序列，只需要修改一部分代码就可以实现。
二、方案工作原理：基于FPGA的多路脉冲序列检测器的设计方案，使用VHDL语言设计时序逻辑电路，先设计序列发生器产生序列：01010；再设计序列检测器，检测序列发生器产生序列，若检测到信号与预置待测信号相同，则输出“1”，否则输出“0”，并且将检测到的信号的显示出来。
三、单元模块设计1、序列信号发生器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。
利用状态机设计，首先定义一个数据类型FSM_ST它的取值为st0到st15的16个状态。
序列信号发生器的代码如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SHK ISPORT (CLK,RST :IN STD_LOGIC; CO :OUT STD_LOGIC );END SHK;ARCHITECTURE behav OF SHK ISTYPE FSM_ST IS (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12,s13,s14,s15);SIGNAL REG:FSM_ST;SIGNAL Q:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK,RST)BEGINIF RST ='1' THEN REG<=s0;Q<='0';ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENCASE REG ISWHEN s0=> Q<='1'; REG<=s1; WHEN s1=> Q<='0';REG<=s2;WHEN s2=> Q<='1';REG<=s3; WHEN s3=> Q<='1';REG<=s4;WHEN s4=> Q<='0';REG<=s5; WHEN s5=> Q<='1';REG<=s6;WHEN s6=> Q<='0';REG<=s7; WHEN s7=> Q<='0';REG<=s8;WHEN s8=> Q<='0';REG<=s9; WHEN s9=> Q<='1';REG<=s10;WHEN s10=> Q<='1';REG<=s11; WHEN s11=> Q<='0';REG<=s12;WHEN s12=> Q<='1';REG<=s13; WHEN s13=> Q<='0';REG<=s14;WHEN s14=> Q<='1';REG<=s15; WHEN s15=> Q<='0';REG<=s0;WHEN OTHERS=>REG<=s0;Q<='0';END CASE;END IF;END PROCESS; CO<=Q;END behav;转化成可调用的元件：波形仿真如下：2、序列检测器脉冲序列检测起可用于检测一组或多组二进制码组成的脉冲序列信号，当序列检测器连续接收到一组穿行二进制码后，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。
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。
数电课设三位二进制同步加法计数器序列信号发生器串行序列检测器电路设计方案
第一部分数字电子课程设计成绩评定表课程设计任务书目录1 课程设计的目的与作用 (1)1.1设计目的及设计思想 (1)1.2设计的作用 (1)1.3 设计的任务 (1)2 所用multisim软件环境介绍 (1)3 三位二进制同步加法计数器设计 (3)3.1 基本原理 (3)3.2 设计过程 (3)4序列信号发生器的设计 (6)4.1 基本原理 (6)4.2 设计过程 (6)5串行序列检测器电路设计 (7)5.1 基本原理 (7)5.2 设计过程 (8)6 仿真结果分析 (11)6.1 三位二进制同步加法计数器仿真 (11)6.2 序列信号发生器（发生序列100101）的仿真 (14)6.3 0110串行序列检测器电路设计 (17)7 设计总结和体会 (23)8 参考文献 (23)1 课程设计的目的与作用1.1设计目的及设计思想根据设计要求设计三位二进制加法计数器和序列信号发生器，加强对数字电子技术的理解,进一步巩固课堂上学到的理论知识。
了解计数器和序列信号发生器的工作原理。
1.2设计作用通过multisim软件仿真电路可以使我们对计数器和序列信号发生器有更深的理解。
学会分析仿真结果的正确性，与理论计算值进行比较。
通过课程设计，加强动手，动脑的能力。
1.3设计任务1.设计一个三位二进制同步加法计数器，要求无效状态为001,110。
2.设计一个序列信号发生器，要求发生序列100101。
2 所用multisim软件环境介绍multisim软件环境介绍Multisim是加拿大IIT公司（Interrative Image Technologies Ltd）推出的基于Windows的电路仿真软件，由于采用交互式的界面，比较直观、操作方便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器，以及强大的分析功能等特点，因而得到了广泛的引用。
针对不同的用户，提供了多种版本，例如学生版、教育版、个人版、专业版和超级专业版。
其中教育版适合高校的教学使用。
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。
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。
数字电路与系统设计(实验八)同步时序电路逻辑设计
实验八同步时序电路逻辑设计一、实验目的：1．掌握同步时序电路逻辑设计过程。
2．掌握实验测试所设计电路的逻辑功能。
3．学习EDA软件的使用。
二、实验仪器：序号仪器或器件名称型号或规格数量1 逻辑实验箱 12 万用表 13 双踪示波器 14 74LS194 15 74LS112 16 74LS04 17 74LS00 18 74LS86 19 74LS10 1三、实验原理：同步时序电路逻辑设计过程方框图如图8-1所示。
设计要求状态转移图状态转移表状态化简状态分配选择触发器激励方程、输出方程逻辑电路图8-1其主要步骤有：1．确定状态转移图或状态转移表根据设计要求写出状态说明，列出状态转移图或状态转移表，这是整个逻辑设计中最困难的一步，设计者必须对所需要解决的问题有较深入的理解，并且掌握一定的设计经验和技巧，才能描绘出一个完整的、较简单的状态转移图或状态转移表。
2．状态化简将原始状态转移图或原始状态转移表中的多余状态消去，以得到最简状态转移图或状态转移表，这样所需的元器件也最少。
3．状态分配这是用二进制码对状态进行编码的过程，状态数确定以后，电路的记忆元件数目也确定了，但是状态分配方式不同也会影响电路的复杂程度。
状态分配是否合理需经过实践检验，因此往往需要用不同的编码进行尝试，以确定最合理的方案。
4．选择触发器通常可以根据实验室所提供的触发器类型，选定一种触发器来进行设计，因为同步时序电路触发器状态更新与时钟脉冲同步，所以在设计时应尽量采用同一类型的触发器。
选定触发器后，则可根据状态转移真值表和触发器的真值表作出触发器的控制输入函数的卡诺图，然后求得各触发器的控制输入方程和电路的输出方程。
5．排除孤立状态理论上完成电路的设计后，还需检查电路有否未指定状态，若有未指定状态，则必须检查未指定状态是否有孤立状态，即无循环状态，如果未指定状态中有孤立状态存在，应采取措施排除，以保证电路具有自启动性能。
经过上述设计过程，画出电路图，最后还必须用实验方法对电路的逻辑功能进行验证，如有问题，再作必要的修改。
一类序列信号检测器的设计
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。
关键词
中图分类号
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｆ Ｓ ｑｕ ｎ ｅ Ｃｏ ｅ Ｄｅ ｅ ｔ ｒ ｓｇ ｆａ Ｋ ｎｄ ｏ ｅ ｅ ｃ ｄ ｔ ｃ ｏ
Ｚ ａ ｇ Ｆ ｉ ｎ ， Ｗ ａ ｇ Ｊａ ｂ ｎ， Ｌ ｌ ｎ ｈ ｎ ｅｌ ｇ ｏ ｎ ｉｎ ｉ ｉ Ｄｅｉ ｇ ａ
二进 制序 列信 号 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
１ 用 分 立 触 发 器 设 计
触 发 器 的种 类 很 多 ，其 中双 端 输入 的 Ｊ Ｋ触 发器 和 单端 输入 的 Ｄ 触 发 器 最 具 代 表 性 。 由于 用 Ｄ 触 发 器设 计 的 电路更 为 简单 ，故 采用 它来 设计 电路 。 １ １ 逻 辑抽０１
人 ０时的状 态 为 ｓ ，输 入一 个 １以后 的状态 为 Ｓ ，连 。 续输 入 １ ０以后 的状 态 为 Ｓ ，连续 输 入 １ ０后 的状 态 ， ０ 为 Ｓ ，连续 输入 １０ ０ １后 的状 态 为 ｓ 。于 是 得 到状 态 转换 如 图 １所示 。
Ｏ ｌ
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 。例 如 ，可 以 用在 密码 认证 中 ，当输 入 密码 与事 先设 定 的密 码 一致
时 ，认 证 成功 。再 如在 军事 领 域 ，比较 关心 的是 敌方
通信 中某些 感 兴趣 的 内容 ，而通 信数 据 是海 量 且加 密
摘
序列信号检测器的设计
绪论随着世界经济的不断发展，电子技术日新月异，一日千里。
随着第一支晶体三极管于1947年问世，开创了电子技术的新领域，随后60年代初，模拟和数字集成电路相继上市，到七十年代末，微处理器的问世，电子器件的应用出现了新的局面。
随着微电子技术的发展，将会有更多的的电子产品陆续问世。
微电子技术的进步主要表现在大规模集成电路加工技术即半导体工艺技术的发展上，现代电子设计技术的核心日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术，即EDA技术。
电子设计自动化即EDA技术是指包括电路设计、系统仿真、设计综合、PCB版图设计和制版的一套自动化流程。
依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真调试，直至实现既定的电子线路系统功能。
EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（VHDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。
EDA技术主要包括大规模可编程逻辑、硬件描述语言、软件开发工具等内容。
目前，使用最为广泛的大规模可编程逻辑CPLD、FPGA属高密度可编程逻辑器件，已成为现代高层次电子设计方法的实现载体。
硬件描述语言HDL是EDA技术的重要组成部分，而VHDL在现在EDA设计中使用最多，是一种全方位的硬件描述语言，包括系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级多个设计层次，VHDL几乎覆盖了以往各种硬件描述语言的功能，VHDL的设计不依赖于特定的器件，方便了工艺的转换，具有良好的适应性，是设计者可以专心于其功能的实现，不需要对不影响功能的与工艺有关的因素花费过多的时间与精力。
1 QuartusII简介Quartus II 是Altera公司的综合性PLD开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。
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南昌大学实验报告
学生姓名：学号：专业班级：
实验类型：■验证■综合■设计□创新实验日期：实验成绩：实验三序列信号发生和检测器设计
(一)实验目的：
学习一般有限状态机的设计，用状态机实现序列发生和检测器的电路设计。
(二)实验要求：
先实现串行序列发生器的设计，产生序列0111010011011010；再设计检测器，若检测到串行序列11010则输出为“1”，否则输出为“0”，并对其进行仿真和硬件测试，选择实验电路验证功能。
下载程序后，可通过led串行输出序列信号，另用五个led灯来观测待检测序列，当11010五个全部出现在led上时，标识位灯M亮起，说明检测到“11010”的信号，即符合设计要求。
产生的序列和检测的序列值可任选。
发生器和检测器最好异步，以确保能检测到，可以将时钟经非门后再接入检测器。
(三)序列检测状态转移图：
(四)实验程序：
module Sequencer (clk,rst,z,Q,led);
input clk;
input rst;
output reg z;
output reg Q;
output reg [4:0]led;
reg [4:0]state;
reg [15:0]q;
reg [23:0]cont ;
(* synthesis,keep *) reg CLK_OUT; parameter S0=5'b00000,
S1=5'b00001,
S2=5'b00010,
S3=5'b00011,
S4=5'b00100; always@(posedge clk )
begin
cont <= cont+1'b1 ;
if(cont==24'd100000000) begin
cont <= 1'b1 ;
CLK_OUT <= !CLK_OUT;
end
end
always @(posedge CLK_OUT) begin if(!rst) begin
q<=16'b0111010011011010;
end
else begin
q[0]<=q[15];
Q<=q[15];
q[15:1]<=q[14:0];
end
end
always@(posedge CLK_OUT or negedge rst) b egin
if(!rst)
led<=5'd00000;
else
led[4:1]<=led[3:0];
led[0]<=Q;
e nd
always @(posedge CLK_OUT or negedge rst) begin
if(!rst)
begin
state<=S0;
end
else
casex(state)
S0: if(Q==1) state<=S1;
else state<=S0;
S1:if(Q==1) state<=S2;
else state<=S0;
S2:if(Q==0) state<=S3;
else state<=S2;
S3:if(Q==1) state<=S4;
else state<=S0;
S4:if(Q==0) state<=S0;
else state<=S2;
default state<=S0; endcase
end
always @(state)
begin
casex(state)
S0: z<=0;
S1: z<=0;
S2: z<=0;
S3: z<=0;
S4: begin
if(Q==0)
z<=1;
else
z<=0;
end
default z<=0;
endcase
end
endmodule
(五)仿真波形：
检测到11010，z=1;
（六）实验效果：
下载程序后，可通过LEDR5串行输出序列信号，另用五个led灯来观测待检测序列，当11010五个全部出现在LEDR4-LEDR0上时，标识位灯LEDR6亮起，说明检测到“11010”的信号，实验现象如下：
检测到11010，LEDR6点亮未检测到11010，LEDR6灭。