第12章习题答案

1577067071253第1页共11页习题目录12.1...................................................................................................................................................212.2...................................................................................................................................................212.3...................................................................................................................................................212.4...................................................................................................................................................312.5...................................................................................................................................................312.6...................................................................................................................................................412.7...................................................................................................................................................412.8...................................................................................................................................................512.9...................................................................................................................................................612.10.................................................................................................................................................812.11..................................................................................................................................................912.12...............................................................................................................................................101577067071253第2页共11页12.1试述系统算法流程图和ASM图的相同和相异处，它们之间的关系如何?相同点：它们都是描述数字系统功能最普通且常用的工具。都是用约定的几何图形、指向线(箭头线)和简练的文字说明来描述系统的基本工作过程，即描述系统的工作流程。不同点：算法流程图是一种事件驱动的流程图，只表示事件发生的先后，与系统时序无关。而ASM图已具体为时钟CP驱动的流程图，能表示事件的精确时间间隔序列。算法流程图的传输框可能对应ASM图中的一个或几个状态框，即控制器的状态。关系：可以由算法流程图推导ASM图，关键是决定算法流程图的传输框应该转化成ASM图的状态框还是条件框，以及何时应该根据时序关系增加状态框。转换原则有3条：原则1：在ASM图的起始点应安排一个状态框。原则2：必须用状态框分开不能在同一时钟周期完成的寄存器操作。原则3：如果判断框中的转移条件受前一个寄存器操作的影响，应在它们之间安排一个状态框。12.2在T1状态下，如果控制输入Y和Z分别等于1和0，系统实现条件操作：寄存器增1，并转换到状态T2。试按上述条件画出一个部分ASM图。12.3试分别画出满足下列状态转换要求的数字系统的ASM图：(1)如果X＝0，控制器从状态Tl变到状态T2；如果X＝1，产生一个条件操作．并从状态T1变到状态T2。(2)如果X＝1，控制器从状态T1变到状态T2，然后变到状态T3；如果X＝0，控制器从状态T1变到状态T3。(3)在T1状态下，若XY＝00，变到状态T2；若XY＝0l，变到状态T3；若XY＝10，变到状态T1；否则变到状T4。T1YZ0ØREG←REG+1T210111577067071253第3页共11页12.4数字系统的ASM图表示于题图12.4。试用每态一个触发器的方法实现系统控制器。题图12.4解：由四个D触发器实现控制器，设四个DFF的输入分别用D0、D1、D2、D3表示，输出分别用Q0、Q1、Q2、Q3表示。激励函数为：WQYQD020ZYQWQD301ZYQXQYQD2132YZQXQZYQD2133根据ASM图该控制器无输出函数。电路图略。12.5控制器的状态转移图如图12.5所示，它有四个状态和两个输入端。请完成下列问题X1T20T1T2X10T3T1XY00T201T3T110T4111577067071253第4页共11页(1)试画出等效的ASM图(状态框是空的)；(2)用数据选择器和译码器实现控制器。图12.5控制器的状态转移图解：（1）（2）略12.6设计一个数字系统，它有3个四位寄存器A、B和C，并实现下列操作：(1)启动信号出现，传送两个二进制数给A和B；(2)如果A＜B，左移A的内容，结果传送给C；(3)如果A＞B，右移B的内容，结果传送给C；(4)如果A＝B，将数传给C。解：略12.7根据题图12.7所示ASM图，写出控制器状态转移图，画出控制器电路。XXYT0T2T1T30010011010011111010XYXY11110Ø0Ø01577067071253第5页共11页题图12.7解：X1X2X3X4/Z1Z2Z3控制器电路图略。12.8图12.8所示的ASM图的状态可以化简，请画出简化后的ASM图。T0T11/000T401/00000/000T2/100T3001/010101/0101/00000/000/010/1001577067071253第6页共11页图12.8ASM图解：简化后的ASM图为：12.9某系统ASM图的部分VHDL描述如下，请补全该程序，并画出该系统的ASM图。1577067071253第7页共11页解：增加程序如下：该系统的ASM图：1577067071253第8页共11页12.10某系统实现序列检测，有两输入序列A和B，当两序列对出现A=1且B=1，A=1且B=0或A=0且B=0时，输出Z=1，否则输出0。根据上述要求写出含有两个进程(Process)的VHDL程序。Z=0S0X1S20Z=1S1X100Z=0X100Z=0S3X0011577067071253第9页共11页解：12.11根据题12.10要求写出含有三个并发进程（Process）的VHDL程序，其中一个描述触发器，一个描述次态转移，一个描述输出逻辑。解：1577067071253第10页共11页12.12根据题12.10要求写出只有一个进程的VHDL程序。解：1577067071253第11页共11页