常用数字部件的设计

组合逻辑设计

编码器和译码器

多路转换器

加法器和算术运算电路

锁存器

寄存器型逻辑设计

同步寄存器型设计

异步寄存器型设计

状态机设计

状态机的基本功能和结构

之所以用有限状态机,是因为难以列出时间发生的全部例子。

三个要素:

  • 事件:信号的变化
  • 状态:在事件间的停留
  • 动作:由于事件的作用而引起的状态转移

基本操作:

  • 状态的转换:下一个状态由当前状态和输入条件决定
  • 输出信号的产生: 由当前状态和输入条件决定

状态机的构成:

  • 同步时序状态机
    时钟信号连接到全部边沿触发的状态触发器和输出寄存器。状态变更发生在时钟的上升边沿
  • 异步时序状态机
    利用组合逻辑的传输延迟实现状态机的存储功能,容易出现险态。

两种状态机

  • Moore状态机:输出状态只是现行状态的函数
    次态 = f(现态,输入), 输出 = f(现态)
常用数字部件的设计_第1张图片
Moore
  • Mealy状态机:输出状态是现行状态和输入信号的函数
    次态 = f(现态,输入), 输出 = f(现态,输入)
常用数字部件的设计_第2张图片
Mealy
  • 区别:输出是否只和当前状态相关

状态机的应用举例

具有移位比较功能的4位可逆计数器

向上记数,向下计数

电骰子游戏

电路图


常用数字部件的设计_第3张图片
Paste_Image.png

Q = 1时,相应电路被点亮。

状态机的三种表达方式

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