实验一序列识别器.doc

实验一 序列识别器 实验目的 熟悉掌握MaxPlus II工具，掌握原理图输入和模拟过程 掌握序列识别器的基本原理和状态机的设计方法 掌握时序电路设计的综合过程 实验原理 序列识别器 序列识别器是一种同步时序电路，它监测指定输入序列的出现，并在输出端口输出指定的响应。假设输入序列的值在时钟上升沿之前到达，输入序列中的连续值在连续的时钟周期输入。 序列识别器有一个输入信号X，一个输出信号Z，一个时钟信号CLK，电路还有一个全局复位信号Reset_n，它将电路中的所有触发器复位，初始化电路的状态为全0。 设计序列识别器的关键是设计状态机，其中的状态记录输入的历史。如识别101序列，状态机中应该有状态1记录前一个输入是‘1’或者多于一个1的输入历史，状态2记录前两个输入为‘10’,状态0记录多于一个0的输入历史，状态0也是电路复位后的初始状态。 实验步骤 根据设计要求产生初始的状态图，形成初始状态表。 化简状态机。 选择状态分配，形成状态和输出的转换表。 确定存储单元（触发器）的类型，并形成每个触发器的激励输入映射。 确定化简后的每一个触发器激励输入开关函数和输出的开关函数。 采用MaxPlus II软件，划出电路图。 采用MaxPlus II软件，对给定的激励输入进行模拟，验证设计的正确性。 实验内容 1. 设计题目： 设计一个序列识别器，可以精确识别0010，该序列识别器的功能如下：当输入的序列为恰好两个0后面紧跟着10时，识别器输出为1，否则输出为0。例如： 输入x=001001000010010 输出z=000100100000001 2．设计过程： 2.1 设计状态机，化简状态图，如图表1所示。 2.2 状态分配，形成状态和输出的转换表。 提示：一种可行的状态编码方案为：A:000, B:001, C:010, D:011, G:100。可以根据实际需要选择采用One-Hot编码、Binary编码或者Gray编码。 2.3 确定存储单元（触发器）的类型，确定化简后的每个触发器激励输入的开关函数和输出的开关函数。 图表 1 2.4 使用MaxPlus II画出电路图，输入和输出端口如图表2所示。图表4给出了一种用D触发器实现的电路图。 图表 2 2.5 使用MaxPlus II对电路模拟，生成波形图，示例如图表3所示。 四．结果提交： 提交化简后的状态图。 提交状态和输出的转换表。 提交化简后的每个触发器激励输入的开关函数和输出的开关函数。 提交使用MaxPlus II画出的电路图。 提交使用MaxPlus II对电路模拟测试得到的波形图。 图表 4 图表 3