本项目为数字逻辑课程设计作品,旨在实现对输入二进制序列中的特定模式(如“111”)进行实时检测。采用Verilog硬件描述语言编写代码,并通过FPGA验证其正确性与高效性,适用于教学及实际应用中信号处理场景的探索和开发。
课程设计任务书
学生姓名:胡俊
学生专业班级:计算机0801
指导教师:王莹
学院名称:计算机科学与技术学院
一、题目:“1 1 1”序列检测器。
原始条件:
使用D触发器(74 LS 74)、“与”门(74 LS 08)、“或”门(74 LS 32)和非门(74 LS 04),设计一个能够识别连续三个“1”的序列检测电路。
二、主要任务:
1. 应用数字逻辑的理论和方法,结合时序逻辑与组合逻辑的设计思路,完成一款实际应用价值高的数字逻辑电路。
2. 利用同步时序逻辑电路的方法来构建“1 1 1”序列检测器,并详细描述设计过程中的五个步骤。同时绘制课程设计图。
3. 根据74 LS 74、74 LS 08、74 LS 32以及74 LS 04集成电路的引脚编号,在完成后的“1 1 1”序列检测器电路图中标注相应的引脚号。
4. 在实验设备上,通过连接和调试上述四种型号的集成电路来构建并测试“1 1 1”序列检测器。
三、设计过程:
第1步:绘制原始状态图及状态表
根据任务书的要求,“1 1 1”序列检测电路需具备一个外部输入x与一个对应的输出Z。具体逻辑关系如下:当连续接收到三个“1”的时候,输出才为“1”。假设存在一组特定的输入和相应的输出:
- 输入X: 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1
- 输出Z:0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,1 ,0 ,0 ,0 ,1,1
为了实现这一功能,电路需要通过不同的状态来记录输入值。假设起始状态下为A;当接收到第一个“1”时,系统由状态A转到B,此时表示检测到了序列的第一个“1”,输出Z依然保持在“0”。接着每接收一个额外的1后(即从第二个“1”开始),电路的状态会依次变为C和D。到达最后一个状态D的时候,外部输出Z将为“1”。
基于上述分析,“1 1 1”序列检测器的工作原理可以被描绘成图7-1所示的原始状态图,并可据此列出表7-2中的原始状态表。