数字电子技术小系统课程设计题目

数电课程设计

2012年4月

数字系统的基本概念 数字系统是由许多基本的逻辑功能部件有机连接起来完成某种任务的 数字电子系统，其规模有大有小，复 杂性有简有繁。

数字系统基本结构

数字系统的设计任务主要包括下列几部分：(1)对设计任务进行分析:根据课题任务，把所 要设计的系统合理地划分成若干子系统，使其分别 完成较小的任务。 (2)设计系统控制器，以控制和协调各子系统的 工作。 (3)对各子系统功能部件进行逻辑设计。

数字电路设计举例 1 简易自动售货机

设计一个自动售饮料 机的逻辑电路。每次 只允许投入一元硬币 或5元纸币，累计投 入达三元自动给出一 罐饮料，并找零钱。 要求设计的电路能自 启动。

设计一个自动售饮料机的逻辑电路。每次只允许投入一元硬 币或5元纸币，累计投入达三元自动给出一罐饮料，并找零 钱。

1)分析任务，得到状态转换表 输入变量： A 1元，A=1 投入， A=0 未投 B 5元，B=1 投入， B=0 未投 输出变量： X 饮料，X=0 不给， X=1 给 YZ 找钱， YZ=00 不找钱，

YZ=01 找两元，YZ=10 找三元 YZ=11 找四元

状态转换表 状态变量： S0 累计0元 S1 累计1元 S2 累计2元BA SN S0 S1 00 SN+1/XYZ 01 10 11×/××× ×/××× ×/×××

S0/000 S1/000 S0/101 S1/000 S2/000 S0/110

S2

S2/000 S0/100 S0/111

状态分配：选用2个触发器Q1、 Q0 Q1Q0=00 S0; Q1Q0=01 S1; Q1Q0=10 S2;

状态转换表 状态变量： S0 累计0元 S1 累计1元 S2 累计2元BASN S0 00

SN+1/XYZ01 10 11×/××× ×/××× ×/×××

S0/000 S1/000 S0/101

S1S2

S1/000 S2/000 S0/110S2/000 S0/100 S0/111

状态分配：选用2个触发器Q1、Q0 Q1Q0=00 S0; BA SN+1/XYZ Q1Q0=01 S1; SN 00 01 10 Q1Q0=10 S2; 00 00/000 01/000 00/10101 10 01/000 10/000 00/110 10/000 00/100 00/111

11×/××× ×/××× ×/×××

2)由状态转换表设计电路：Q1n+1 Q0n+1BA

分解状态 转换表：

00 01 11 10 00 0 0 × 0 01 0 1 × 0 11 × × × × 10 1 0 × 0

BA

00 01 11 10 0 1×

00 01 11 10

1 0×

×

× ××

0 0×

0

0

0

状态方程Q1n 1

状态转换表BA SN+1/XYZ

A Q 0 A BQ 1

Q0

n 1

A Q 1 Q 0 A BQ 0

SN00 01 10

00

01

10

11×/××× ×/××× ×/×××

00/000 01/000 00/101 01/000 10/000 00/110 10/000 00/100 00/111

2)由状态转换表设计电路：Q1n+1 Q0n+1BA

分解状态 转换表：

00 01 11 10 00 0 0 × 0 01 0 1 × 0 11 × × × × 10 1 0 × 0

BA

00 01 11 10 0 1×

00 01 11 10

1 0×

×

× ××

0 0×

0

0

0

状态方程Q1n 1

驱动方程J1 AQ0

A Q 0 A BQ 1

K1 AQ0 A B K0 AB

Q0

n 1

A Q 1 Q 0 A BQ 0

J 0 A Q1

X BA

YBA

ZBA

00 01 11 10 0 0×

00 01 11

10 0 0×

00 01 11 10 0 0×

00 01 11 10

0 0×

× × ×

1 1×

0

1

×

1

00 01 11 10

0 0×

× × × ×

0 1×

0

0

1

00 01 11 10

0 0×

× × ×

1 0×

0

0

×

1

输出方程X B A Q1 Y B Q 0 B Q1 Z BQ 0BA

状态转换表SN+1/XYZ

SN00 01 10

00

01

10

11×/××× ×/××× ×/×××

00/000 01/000 00/101 01/000 10/000 00/110 10/000 00/100 00/111

3)连接实现电路：

自动售货机.ms11

注意时钟信号的设计

数字电路的设计举例 2 Traffic Signal Control参考教材 6,7,8 章 System Application Activity

Figure 6–62

Requirements for the traffic light sequence. P241

Requirements :

The green light for the main street will stay on for a minimum of 25s or as long as there is no vehicle on the side street. The green light for the side street will stay on until there is no vehicle on the side street up to a maximum of 25s The yellow caution light will stay on for 4s between changes form green to red on both the main street and the side street.

1)分析任务，得到状态转换图

输入变量 Vs A vehicle is present on the side street TL The 25s timer( long timer) is on TS The 4s timer (short timer) is on

四种状态： 00, 01, 11, 10

1)分析任务，得到状态转换图

Figure 6–63 State diagram for the traffic light control system showing the Gray code sequence.