0 引 言

CYPRESS公司在全球率先实现了在单芯片内的“模拟和数字全混合阵列”[1]，对未来电子系统的设计方法产生了深远的影响，在半导体技术高速发展的今天,芯片集成度越来越高,使得在单芯片上实现复杂系统成为可能，Cypress公司率先在业界实现了完全意义上的PSoC解决方案,即在单芯片上实现了MCU、数字和模拟系统的高度集成[2]。PSoC技术的不断发展将大大推动电子系统设计方法的创新，并且对未来嵌入式系统设计领域带来深远的影响。

本项目研究有限自动状态机(Finite State Machine,FSM)，利用摩尔状态机设计编码检测器[3]，用PSoC芯片实现数字编码检测器。

为了在保障农民利益的前提下充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，将价格形成交由市场决定，以促进产业上下游协调发展，2014年中央一号文件提出对临时收储政策进行改革，并以棉花和大豆为试点实施目标价格政策。目标价格政策试点实施三年后，2017年3月23日国家发改委发布消息，要调整东北大豆目标价格政策，统筹玉米、大豆补贴机制。这意味着实施了三年的东北大豆目标价格政策会被取消，进而实行像玉米一样的市场化销售加补贴的政策。围绕大豆目标价格政策的提出、试点和退出，学者开展了大量研究，从不同角度分析大豆目标价格的政策效果。

本文将介绍通过控制逻辑电路，对计数器控制查找表产生的1001序列进行检测，再通过编写代码实现在LCD屏幕上显示出检测到1001的次数。图1是编码检测系统总框图。

图1 编码检测系统总框图

1 检测信号发生

图2中a模块是设计集成的十六进制计数器，通过Q3,Q2,Q1,Q0状态输出控制查找表LUT实现所需1001信号的发生[4]。

图2 信号发生集成图

将原理图4集成为图5中所示的jiance原理图符号，简称为“1001逻辑序列检测”[6]。

实施科技小巨人计划，在全市选择10家符合重点产业发展方向、自主研发能力较强、产品档次较高、经营业绩较好、企业家素质较高、发展意愿较强的年销售额在3000万元以下的小微企业，建立科技小巨人企业培育库，签订不超过三年的相关投资协议，到后期根据实际情况，决定是否继续投资。完善小微企业融资体系，优化小微企业融资环境，提供担保建立“互助协会”。

图3 1001检测信号设计

2 序列检测模块

表1是检测器的状态转换表，状态转换表列出了数据输入端(Data_In)情况，并且状态机将随着输入信号变化到两种可能的下一状态中的其中一个。

设计1001序列检测器的逻辑电路图[5]，因为检测器通过分析有5种独立的状态，所以使用了3个D触发器(当n=3时会产生23=8种状态)。

根据以上表达式，在PSOC 3.3平台上设计出逻辑电路如图4所示。

表1 1001序列检测器状态转换表

当前状态Data_In = 0Data_In = 1下一状态下一状态状态名称当前输出Q当前输入D当前输入DQ2 Q1 Q0Q2 Q1 Q0Q2 Q1 Q0状态0状态1状态2状态3状态4状态5状态6状态70 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 1 00 1 10 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0 10 0 10 0 11 0 00 0 10 0 00 0 00 0 0

对检测出的1001信号的次数可以在LCD显示屏上显示[7]。图6为计数显示程序框图。

⊕Q0)

综合相关研究及潞新矿区煤岩层的特性，判断巷道围岩发生层裂和劈裂的原因是煤体原生节理和裂隙发育，方向主要为斜交偏竖向，与开挖方向夹角大；较大的应力差导致节理等不连续面易发生剪切和拉伸破坏；频繁的煤炮产生的应力波在自由面的反射和拉伸加剧了不连续面的破坏。具体过程为：巷道掘进过程中由于扰动产生的应力波在巷道表面形成反射拉伸，特别是顶板局部煤层层理发育，抗拉强度低，造成破裂，形成的冲击波进而影响下个层理面。斜向层理面在顶板形成层裂、帮部造成劈裂，顶板节理层裂演化如图1所示。

图4 1001序列检测器电路图

图3为由查找表设计的检测信号，in3，in2，in1，in0为Q3,Q2,Q1,Q0控制，Out0为检测信号的输出，其中含有2个1001序列。

将1001信号发生与1001序列检测相连，实现了1001序列检测。

图5 1001序列检测模块图

3 计数显示

通过状态转换表可得出各触发器的布尔逻辑表达式与检测器的输出布尔逻辑表达式：(Data_In代表输入，Detected代表输出)

图6 计数显示程序框图

4 系统集成

图7为1001序列检测系统集成原理图。打开引脚分配见表2，进行相应的引脚分配[8]，通过十六进制计数器和查找表产生的1001信号，经过数字电路构成的1001序列检测器检测，由LCD显示检测出的1001的次数。程序经编译、下载到PSoC开发板上，并在PSoC板上连接好外部接线[9]，经过软硬件联调可见，1001序列检测到则LED亮，并可在LCD显示屏上显示检测到的次数。

一个词语具有多项语义并不是任意的和偶然的，各语义项之间必然存在着种种的理据。语义的形成是基于人们体验客观世界过程，按照人类一般认知规律，有规则、有逻辑地进行拓展，在不断认识抽象复杂的新事物过程中形成一个互相关联的语义网络。在此过程中，认知模式起着重要作用，这对于我们学习和掌握多义词提供了理论基础和实践方法。

表2 引脚分配

NamePortPinLCD_Char_1:LCDPort[6:0]P2[6:0]95..99,1..2P0_1P3[2] OpAmp-, DSM:ExtVref46Pin_0P[3]1 IDAC:HI45

图7 1001序列检测系统原理图

5 结束语

图8 基于PSoC编码检测器的硬件实现

在数字系统中，有限自动状态机(FSM)的应用研究不多，在本项目里，通过Cypress公司开发的PSoC开发板上设计实现了1001序列的检测，并通过PSoC C语言编程，实现了对检测结果的计数和LCD的显示[10]。图8为基于PSoC编码检测器的硬件实现图。

运用有限自动状态机的设计方法，同时使用PSoC开发板与Cypress公司的PSoC 3.3开发平台设计相结合缩短了开发周期。

参考文献：

[ 1 ] 叶朝辉，华成英.可编程片上系统(PSoC)原理及实训[M].北京：清华大学出版社，2008.

[ 2 ] 朱明程，李晓滨.Pasco原理与应用设计[M].北京：机械工业出版社，2008.

[ 3 ] 何宾.PSoC模拟与数字电路设计指南[M].北京：化学工业出版社，2012.

[ 4 ] 何宾.可编程片上系统PSoC设计指南[M].北京：化学工业出版社，2011.

[ 5 ] ASHBY, ROBERT. Designer’s guide to the cypress PSoC[M]. Burlington:Elsevier Newnes ，2005.

[ 6 ] 何宾，李宝隆.模拟与数字系统协同设计权威指南:Cypress PSoC集成开发平台[M].北京：清华大学出版社，2014.

[ 7 ] 刘石磊，李宝刚. Capsense技术在液位检测中的应用[J]. 电子测量技术, 2013,36(7)：67-70.

[ 8 ] 叶朝辉，华成英.可编程片上系统(PSoC)原理及实训[M].北京：清华大学出版社，2008.

[ 9 ] 戴国骏，张翔，曾虹.PSoc体系结构与编程[M].北京：北京科学技术出版社，2005.

[10] 何永义，郭帅. PSoc片上系统的原理与应用[M].上海：上海大学出版社，2003.