【正文】 then state = t0。 when t3 = if f=39。 )then state = t3。 and c=39。 or( e=39。 when t2 = if e=39。 then state = t2。 when t1 = if f=39。 then state = t1。 and e=39。) then case state is when t0 = if c=39。event and ck=39。 then state = t0。 begin process(ck) 控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移進(jìn)程 begin if clr=39。 architecture traffic_rtl of trafficcontrol is type state_def is (t0,t1,t2,t3)。 計數(shù)器啟動信號 st0,st1,st2,st3:out std_logic)。 fg,fy,fr:out std_logic。 e,f:in std_logic。 c:in std_logic。 use 。 end traffic_top_rtl。 u2:count4 port map(ck,temp_s,clr,temp_f)。 signal temp_e,temp_f,temp_s :std_logic。 e:out std_logic)。 s:in std_logic。 end ponent。 clr:in std_logic。 ponent count4 模 4計數(shù)器模塊 port(ck:in std_logic。 st0,st1,st2,st3:out std_logic)。 fg,fy,fr:out std_logic。 e,f:in std_logic。 c:in std_logic。 end trafficcontrol_top。 鄉(xiāng)間公路驅(qū)動信號； st0,st1,st2,st3:out std_logic)。 初始化信號 ， 完成控制器初態(tài)設(shè)定 、 計數(shù)器異 步清 0； hg,hy,hr:out std_logic。 系統(tǒng)時鐘； c:in std_logic。 頂層模塊描述 ， 其中包括 3個低層模塊 。 ≥1 ≥1 1 T0 T1 T2 T3 E C F E C S S 圖 3 控制器 S信號產(chǎn)生電路 3210 )( TFTCETFEC TS ?????2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 134 圖 控制器電路圖 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 135 圖 控制器電路圖 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 136 圖 電路結(jié)構(gòu)框圖 GAL16V8 CLK CLR QCC QB QA C 19 Q0 18 Q1 1 2 9 3 4 5 17 Q2 16 Q3 15 QE 14 QF 13 S ≥1 ≥1 HG HY FG FY FR HR 74161 QCC QB QA 1 CLR CLR CR LD 11 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 137 圖 系統(tǒng)框圖 Clock 飲料機(jī) 控制器 Reset 1c Ready Dispense Coin 飲料機(jī) 處理器 Return clock 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 138 表 控制器原始狀態(tài)轉(zhuǎn)移表 現(xiàn)態(tài) 次態(tài) 輸出 1c other Ready Dispense Return Coin A D C A 1 0 0 0 B A A A 0 1 0 0 C H E C 0 0 0 1 D B F D 0 0 0 1 E B G E 0 0 0 1 F I B F 0 0 0 1 G I B G 0 0 0 1 H I B H 0 0 0 1 I A A A 0 0 1 0 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 139 表 控制器簡化的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表 現(xiàn)態(tài) 次態(tài) 輸出 1c other Ready Dispense Return Coin a d c a 1 0 0 0 b a a a 0 1 0 0 c f d c 0 0 0 1 d b f d 0 0 0 1 f i b f 0 0 0 1 i a a a 0 0 1 0 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 140 圖 飲料機(jī) ASM圖 Ready 1c coin 1c coin 1c Dispense coin 1c coin 1c coin 1c coin 1c return A B C D F E G H I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 141 圖 隱含表 H ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ √ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ √ √ √ B C D E F G H A B C D E F G ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ I 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 142 圖 狀態(tài)簡化后飲料機(jī) ASM圖 1c ready coin 1c 1c coin dispense a 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1c coin return 0 1 1 0 b c i d f 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 143 library ieee。 amp。74139 CLK CLR Q1 Q2 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 133 根據(jù) ASM圖 ，產(chǎn)生 S信號的條件為： amp。74153 1D C1 R 1 A0 A1 Y0 T0 1 Y1 T1 1 Y2 T2 1 Y3 T3 Y 1D C1 R 1 0 1 F D0 D1 D2 D3 A1 A0 Y 189。E E+C F F 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 132 圖 2 控制器 T信號產(chǎn)生電路 amp。E C C1 1J 1K C1 1J 1K RD RD S CLR CK 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 131 F 0 0 1 1 F 1 1 1 1 T3 E+C E E F 圖 定時器電路圖（組合輸出） 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 130 圖 定時器電路圖（時序輸出） 5V CLR 74161 A B C D CR T P LD Q2 S Q3 Q1 Q0 CK(秒脈沖） QCC amp。 216。 216。 1 216。 0 216。 216。 216。 amp。 amp。 ≥1 1 amp。 amp。 Q2 Q1 (a) Q2次態(tài)圖 0 1 0 S1 0 1 S3 216。 216。 216。 1 216。 0 216。 216。 216。 1 ≥1 ≥1 amp。 保持 1 1 1 1 ↑ 計數(shù) 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 113 M1 M0 P T CR LD Q1 Q0 B3～ B0 S3～ S0 A3～ A0 4 M1 M0 4 開關(guān) D M1 M0 圖 乘法器數(shù)據(jù)處理器電路 4 SHIFT SHIFT amp。 保持 1 1 216。 ↑ 并入 1 1 0 216。 ↑ 清 0 1 0 216。 216。 （ 3） 第 i位的部分積相對于第 i1位的部分積求和時左移一位 。 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 95 圖 例 ASM圖 A←A+1 0 T0 初態(tài) S A3 1 T1 A4 0 A←0， F←0 E←1 E←0 E←1， F←1 0 1 1 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 96 表 ASM圖的操作序列 A4 A3 A2 A1 E F 條 件 狀 態(tài) 0 0 0 0 1 0 A3 =0 A4 =0 T1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 A3 =1 A4 =0 T1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 A3 =0 A4 =1 T1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 A3 =1 T1 1 1 0 1 1 1 A4 =1 T0 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 97 圖 算法流程圖和 ASM圖的對應(yīng)關(guān)系 A←A+1， A←SR（ A） A←A+1 A←SR（ A） （ a） 算法流程圖 （ b） ASM圖 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 98 圖 算法流程圖和 ASM圖的對應(yīng)關(guān)系 A←A+1 A←A+1 （ a） 算法流程圖 （ b） ASM圖 A=n 1 0 A=n 1 0 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 99 A←A+1 0 T0 S A3 1 T1 A4 0 0 1 1 圖 算法流程圖 A←0， F←0 T2 E←1 E←1， F←1 E←0 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 100 A←A+1 0 T0 S A3 1 T1 A4 0 A←0， F←0 E←1 E←0 E←1， F←1 0 1 1 圖 ASM圖 T2 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 101 算法規(guī)律 （ 1） 兩個 r位的二進(jìn)制數(shù)相乘 ， 乘積為 2r位 。系統(tǒng)的操作序列由 A3和 A4之值決定，即： ① A3=0，觸發(fā)器 E清“ 0”，并繼續(xù)計數(shù)。 1 同步 時鐘 異步 寄存 脈寬小于時鐘周期 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 86 系統(tǒng) 輸 出 輸 入 … … （ a）一般方框圖 控制器 C 數(shù)據(jù)采集 輸入 數(shù)據(jù)處理 C 輸出 數(shù)據(jù)顯示 數(shù)據(jù)打印 （ b）系統(tǒng)分解圖 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 87 （ C）進(jìn)一步細(xì)化方案 控制器 C 數(shù)據(jù)采集 輸入 數(shù)據(jù)處理 C 輸出 數(shù)據(jù)顯示 數(shù)據(jù)打印 2022年 2月 17日星期四 第十二章 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) 88 （ d）數(shù)據(jù)處理模塊的細(xì)化 輸入 /輸出接口 C M寄存器 A寄存器 ALU C C C 圖 一個智能儀表的