数字电路设计实例

数字系统设计实例*本章前面介绍的数字系统设计方法是一种由顶向下的方法，其过程大致分为三步：系统调研，确定初步方案；模块划分，确定具体方案；选用模块，完成具体设计。7.7.1初步方案7.7.1初步方案应调研相类似的课题目前有哪些解决方法及其优缺点。在此根底上确定初步方案。根本要求和设计环境分析将原拨号予以去除并重拨。系统根本操作流程图如下所示：系统构造的几个具体问题争论开头、建立等掌握信号可用按键开关实现，门把手转动产生开门信号OPEN，可也10输出问题数字锁的输出有两种状况：a.开门信号，当拨号正确又按动OPEN按键后，应发出LOb.OPENLASETUP预置数就是设置系统的密码，宜每隔一段时间更换一次，因此应有置数装置。每12UccGND。综合上述争论，确定保险箱密码锁的根本方案如下：承受3位十进制数密码，密码用DIP开关确定，必要时可以更换。作，系统处于安锁状态。OPEN。SETUPSTARTISETISET班室。使用者如按错密码，可在按OPEN键以前按START键，重启动开锁程序。号码0一9，START，SETUP，OPEN均用按键产生。7.34〔a〕描述系统行为的流程图，就勾画了这一系统的总体规律功能。7.7.2具体方案7.7.2具体方案〔抽象的模块，不涉及具体器控局部电路模块的设计7.330910：44bitDeP器。这两个模块都是组合规律电路。31231MUXCNP，133Ce3，告知掌握器应进入待启状态或预警状态。化的模块，以保证每按一次键只形成一个宽度等于系统周期的脉冲。OPENOPEN此信号也应同步化，即形成宽度只占一个系统时钟周期的脉冲。绿〕，RSRESET-L。至于驱动开门继电器的电路，此处不再争论。LARSLA500HzRSSLARESET-L。2、掌握器的算法设计〔ASM〕，它清楚地说明白数字锁掌握器的流程定了掌握器的算法。算法中应包含如下状态：待锁状态系统处于开门、报警或上电后的状态。此时数字锁尚未“锁好“，还未进入正常运行SETUP〔ISET〕外的任何输入信号。当键入SETUPLO或报警灯LA熄灭，警报器声音切断，因而需要输出RESET-L信号。待锁状态的行为可以中最上面由矩形、菱形、平行四边形三框组成的算法状态单元表示。其中矩形框代表该算法代表分支条件--SETUP=12，SETUP=0SETUP=1RESET-LENDATA，OPEN且与条件SETUP无关，是一种无条件输出，因而标在算法状态框旁边，并用箭头表示无效。安锁状态系统的第2状态是在按下SETUP键以后数字锁已“锁好“，系统正常运行，等待执行故称为安锁状态。当START信号到来时，将转入第3状态，开锁程序开头执行，此时应将计2RESET-C。拨号状态第3状态是送入密码的状态。进入此状态时EN信号有效，允许密码信号OPEN信号EN。该状态每收到一个信号应先推断是DATAOPENOPEN符合开锁程序，应马上报警，即发出SLA信号，并使状态转入报警状态；假设是DATA信号，则CNP，1，选出对应的预置密码与输入数据码比较，然后依据比较器DeP=0，3，假设C3〔待启状态〕，否则返回本状态，连续接收其他54STARTRESET-C无效，重进展拨号操作。待启状态第4状态是待启状态。假设有信号键入，应先推断它是数据信号还是OPEN信号。假设启动开门继电器；假设是数据信号，则进入报警状态。在承受信STARTRESET-C预警状态第5状态是预警状态，此时假设按START键，系统发出RESET-C信号后回到状态3。OPEN6。报警状态此状态红灯LA亮；警报器鸣叫，须按ISET键方回到安锁状态。图7.34〔a〕与图清楚地描述了系统的功能。初步方案中作出的描述时间关系的波形图，进一步扩展为图7.34具体波形图。7.7.3具体电路设计7.7.3具体电路设计1.被控局部电路设计7.35Lattice输入电路〔NOR2〕、两个D〔FD21〕和一个二输入与门〔AND2〕7.35〔a〕0N编码比较电路编码器应是10：4线的BCD编码器，这里承受PREN10E。比较器则承受等值比7.35〔a〕所示。计数选择电路数据选择器承受MUX44〔四个4选1MUX〕，其地址码受计数器掌握。计数器则CNPRESET-C7.35(c)所示。输出报警电路标志灯LO或LA皆使用RS触发器，应选用LSR1，掌握器供给的置数和复位信5555SLASLA0SLA1，5557.35〔d〕所示。2、掌握器电路设计掌握器是系统的最核心局部，它在系统中只有一个。对掌握器的设计常常不是考虑如何使电7.34〔a〕图。ASM〔菱形〕用分支条件表达。待锁状态依据SETUPSETUP示分支的条件。假设在一个单元内有多个判别框的状况下，对分支条件应按下面规章处理：当从一个状态转向另一个状态时，假设经过的判别框串联，则将这些框在这个方向上的条件相效，箭头下表示进入本状态无效，箭头上下表示只在本状态有效。对条件输出，也应当标注在状态旁边，其格式是输知名[〔有效性〕]s=状态·条件7.34ASMQA，QB，QC，QD，QE，QF六个触发器的鼓励方程分别为：QA=~SETUP·QA+DATA·START·OD+QA·QB·QC·QD·QE·QFQA=SETUP·QA+START·QB+ISET·QFQB=SETUP·〔QB+QC+QD+QE〕+OPEN·〔DATA+DeP·Ce3+QD=OPEN·START·DATA·DeP·Ce3·QC+DATA·START·OPEN·QDQE=OPEN·START·DATA·DeP·QC+DATA·QD+START·OPEN·QEQF=OPEN·QC+START·OPEN·各输出掌握信号为：EN=QC+QDRESET-L=QA·SETUP+QF·ISETRESET-C=〔QB+QC+QD+QE〕·STARTCP=QC·DATASLO=QD·OPENSLA=QC·OP