算法流程图及ASM图

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1、算法流程图及ASM图   引例 设计一个逻辑电路，其输入信号X=xn-1xn-2…x0，Z为输出信号，表示X中包含的1的个数。电路可用如下的流程图描述：  图5-2-1   含1统计电路   5.2.1算法流程图     算法流程图由工作块、判别块、条件块、开始结束块以及指向线组成。图5-2-2   算法流程图的工作块图5-2-3   算法流程图的判别块图5-2-4   算法流程图的条件块        图5-2-5   算法流程图的开始块和结束块    如对引例的含1统计电路增加一个序列开始标志信号STA

2、RT和一个统计结束标志信号DONE，则其框图为如下：          图5-2-6   含1统计电路的算法流程图   5.2.2算法设计   例5-2-1     设计如下左图所示的乘法电路。图中，输入信号A=A4A3A2A1是被乘数，B=B4B3B2B1是乘数，且均为4位二进制数，P=A*B是输出信号，为8位二进制数。START为启动信号，END为结束标志。其算法逻辑图见下右图。             图5-2-7   乘法器的算法流程图   例5-2-2  设计一个电路，用于计算平面上两点之间的距离

3、。该电路输入信号为两个8位二进制数X和Y，分别代表两点横坐标的差值和纵坐标的差值，电路输出为Z，表示两点之间的距离。计算误差要求小于10%。                  图5-2-8   例5-2-2的算法流程图　   5.2.3电路划分与逻辑框图   例5-2-3   根据含1统计电路的算法流程图，画出电路的逻辑框图。如下。图5-2-9   含1统计电路的逻辑框图   例5-2-4    画出4位二进制乘法器的逻辑框图。如下。          图5-2-10   乘法器的逻辑框图　   例5-2-

4、5   根据距离运算电路的算法流程图，画出该电路的逻辑框图。图5-2-11   距离运算电路的逻辑框图   5.2.4数据处理单元的设计                              例5-2-6   设计含1统计电路的数据处理单元。如图。图5-2-12   含1统计电路的数据处理单元　   例5-2-7   设计4位乘法器的数据处理单元。如图。      图5-2-13   4位乘法器的数据处理单元   5.2.5ASM图   5.2.5.1ASM图的基本符号和组成图5-2-14   ASM图

5、的状态图图5-2-15   ASM图的判别块图5-2-16   ASM图的条件输出块　   5.2.5.2导出ASM图的方法   ASM图和算法流程图间的相互关系和转换规则十分明确，两者之间工作块（状态块）、判别块、条件输出块基本对应。   例5-2-8 将含1统计电路的算法流程图转换成为ASM图。如下图。图5-2-18   含1统计电路控制器ASM图   例5-2-9    将4位乘法器的算法流程图转换为ASM图。如下图。  图5-2-19   乘法器控制单元ASM图   5.2.6控制单元的设计   5

6、.2.6.1以触发器为核心的控制器设计   例5-2-10   导出上图所示的乘法控制单元的逻辑电路。   1.对ASM图进行状态分配：S0——00，S1——01，S2——11，S3——10图5-2-20   乘法器控制单元设计过程之一   2.填写激励函数卡诺图图5-2-20   乘法器控制单元设计过程之一   3.导出输出方程                   END=Q1Q0                      CR = Q1Q0                                

7、                      CA= Q1Q0                   CB1= Q1Q0                   CB0=Q1Q0+ Q1Q0                    CC= Q1Q0                   CM1= Q1Q0Bi                   CM0= Q1Q0Bi+Q1Q0     4.画逻辑图：图5-2-21   乘法器控制单元逻辑电路之一   5.2.6.2以集成计数器为核心的控制器设计   例5-2-11  

8、用集成计数器74163，辅以适当的组合器件，设计乘法器控制单元电路。   1.状态分配：S0——00，S1——01，S2——11，S3——10图5-2-22   乘法控制器单元设计过程之二   2.列操作表图5-2-22   乘法控制器单元设计过程之二   3.填写激励函数卡诺图图5-2-22   乘法控制器单元设计过程之二   4.导出输出方程                   END=Q1Q0