数字逻辑：第六章 数字系统2

例：设计计数型8位累加器的控制器。1)逻辑划分控制器、寄存器、加法器。2个八位寄存器：A（加数），B（加数、和）；1个一位寄存器：C（进位）八位全加器：一个控制器。2)数据通路控制器RC加法器RARBLBLACLRLCADDLAS0S3S1S2C清零，X送AX送BY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2C清零，X送AX送BY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2C清零，X送AX送BY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2C清零，X送AX送BY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2C清零，X送AX送BY送A加法，S送B，t送CS0：打入命令LA（脉冲），清零CLR（电位）；S1：打入命令LB（脉冲）；S2：打入命令LA（脉冲）；S3：加法命令ADD（电位），打入命令LB（脉冲），LC（脉冲）3)控制器的ASM图S0S3S1S2LA，CLRX送BY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBLA加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBLAADD，LB，LCS0S3S1S2LA，CLRLBLAADD，LB，LCT1T2S0S3S1S2LA，CLRX送BY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBLA加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBLAADD，LB，LCS0S3S1S2LA，CLRLBLAADD，LB，LC4)设计控制器

由ASM图得控制信号表达式：

给ASM图的状态框编码(Q2Q1)S0S3S1S2LA，CLRX送BY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBLA加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBLAADD，LB，LCS0S3S1S2LA，CLRLBLAADD，LB，LC00011110

控制器的状态转移表：0001011111101011Q2nQ1nQ2n＋1Q1n＋1转移条件

触发器驱动方程：S0S3S1S2LA，CLRX送BY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBY送A加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBLA加法，S送B，t送CS0S3S1S2LA，CLRLBLAADD，LB，LCS0S3S1S2LA，CLRLBLAADD，LB，LC00011110注意：控制信号是电位有效还是脉冲有效，如果是脉冲有效，必须和节拍脉冲T2相“与”。LC21T2LBLA２.定序型控制器适用于状态数少的控制器。n个控制状态需n个触发器1）给ASM图的状态框分配触发器：2）由ASM图得控制信号表达式：3）控制器的MDS表：4）触发器的次态方程、激励函数：每一个控制状态分配给一个触发器。特点：控制命令译码电路简单１）分配触发器：３）MDS表：4）次态方程：Q1n+1=Q2n+Q3nQ2n+1=Q1nXQ3n+1=Q1nX5）电路实现：２）控制信号：Q1Q2XQ1Q3XQ2Q1Q3Q1现态次态n+1转移条件Q3Q1Q2例：将四位二进制数X，Y分别存入寄存器A和B中，然后比较两数大小，使大数存入寄存器A，设计定序型控制器。S0C0S3S1S21LBLALBCAPS0C0S3S1S21LBLALBCAPS0C0S3S1S21LBLALBCAPS0C0S3S1S21LBLALBCAPS0C0S3S1S21LBLALBCAP

控制信号：S0C0S3S1S21LBLALBCAP

分配触发器：S0=Q0……，S3=Q3Q0Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q1CQ2C

现态次态转移条件MDS表：S0C0S3S1S21LBLALBCAPQ0Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q1CQ2C

现态次态转移条件

电路实现：

次态方程：0123Q0Q2Q1LALB3.多路选择器（MUX）型控制器数据选择器：输出F（n）

D触发器D（n）；地址输入（共用）

D触发器(Q)确定：

数据端转移条件适应于状态数较多，N个触发器可构成2n

个控制状态。n个触发器需n个数据选择器给ASM图的状态框编码：由ASM图得控制信号表达式：控制器的状态转移表：数据选择器的数据端：给ASM图的状态框编码：2)由ASM图得控制信号表达式：3)控制器的状态真值表：4)数据选择器的数据端：Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋10010X11X100011000100转移条件2个四选一的选择器A1A0＝Q1nQ0nMUX1－－D1MUX0－－D0MUX1（d0）＝X＋X＝1；MUX1（d1）＝0；MUX1（d2）＝0；MUX1（d3）＝0；Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋10010X11X010010001100转移条件MUX0（d0）＝XMUX0（d1）＝0MUX0（d2）＝0MUX0（d3）＝0MUX1（0）＝1；MUX0（0）＝XMUX1（1）＝0；MUX0（1）＝0MUX1（2）＝0；NUX0（2）＝0MUX1（3）＝0；MUX0（3）＝00011Q1Q0Q1Q0CPS0C0S3S1S21LBLALBCAP1)给ASM图的状态框编码(Q1Q0)：2)由ASM图得控制信号表达式：3)控制器的状态真值表：Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋10001011010111101C10C转移条件000110114)数据选择器的数据端：2个四选一的选择器A1A0＝Q1nQ0nMux1（d0）＝0；Mux1（d1）＝1；Mux1（d2）＝1；Mux1（d3）＝C；Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋10001011010111101C10C转移条件Mux0（d0）＝1Mux0（d1）＝0Mux0（d2）＝1Mux0（d3）＝C1)给ASM图的状态框编码(Q1Q0)：2)由ASM图得控制信号表达式：Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋100０

10１

１

０

X0111XYZ0101XY0101XYZ1010XW1000XW1011XW1100转移条件3)控制器的状态真值表：Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋100０

10１

0

０

XW0111XYZ0101XY0101XYZ1010XW1000XW1011XW1100转移条件Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋100０

10１

0

０

XW0110XW0101XY0101XYZ1010XW1000XW1011XW1100转移条件Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋100０

10１

0

０

XW0110XW0111XY0101XYZ1010XW1000XW1011XW1100转移条件Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋100０

10１

0

０

XW0110XW0111XY0110XY1010XW1000XW1011XW1100转移条件Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋100０

10１

0

０

XW0110XW0111XY0110XY10001000XW1011XW1100转移条件Q1nQ0nQ1n＋1Q0n＋100