状态机设计模式

KX康芯技科EDA技术VH与DL

8第章有限状态设计技机术

KX

康科芯技.1 VH8DL般一状机态.1.1 8类定型语句TY义PTYPE E TYPE或数据 类名型 SI 数类据型义 定T;PYE t1s S AIRAYR 0 (O T15 )F OTD_LOGIC ;S数据型类名

I

S数据型类义定O F基数本类据 ;型

TPY Eeek IS (wunsm,o,nute,wdethu,,fi,srt)a ;TYE P_stame tS ( sI0,st1ts,t,2st3st4,s,5 t); :ms_ate ;

SItGALN repentss_att,eexn_sttaet

K

康X芯技科8.1 VHD一L状般机8.1.态 类型1义定语句YTPTEPEYBOOL EN IS (AAFLS,TEUE) R;( ' 1 ''Z, ',U' ,'0' ' ;)TYP my_logEicI

SIGNSA Ls1: ymlog_ic ; s 1= SUBT<YP 'E' Z;类型名子I S基数本类据型R ANGE约 范束;围SBUYTEP dgiis tISI NTEGR ERAGN 0 toE9

;X

康芯科K

8技1. HDVL一般状态机.

基于FPGA的TLC1196采样控制器设计

徐威

宁波大学、信息科学与工程学院、通信112班、116040040

摘要：本次实验是基于FPGA的数字系统设计。设计出一个由状态机控制的LTC1196采样控制电路，进行ADC的采样。采样率为100KSPS，有两种采样方式，一种是每按一次键，自动产生和一组时钟完成一次转换，将转换结果显示在数码管上；另一种是一直自动进行采样和转换，并将转换结果显示在数码管上。实验的主要是状态机的设计、串并行数据的转换和signalTap Ⅱ的使用。

关键字：FPGA、ADC、采样、串并转换、signalTap Ⅱ。

一、设计任务与要求

实验设备：

quartus软件一套；

CG_DSE_03数字电路与系统实验平台； USB-BLASTER下载器；

设计要求：

1. 以约100KSPS的采样率，连续对直流电压进行AD转换，将串行结果转换成并行，显示在数码管上，测量三个以上电压点，分析ADC精度。

2. 输入信号为100Hz、幅度约4.5V的正极性正弦信号，用SignalTapII逻辑分析仪分析转换结果。

3. 实现单次AD转换：每按一次键，自动产生和一组时钟完成一次转换，将转换结果显示在数码管上。

二、方案设计与

《EDA》 设计报告

题 目：状态机控制的流水灯设计 学 院： 电子信息与电气工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名：

1课题简介

在计算机技术的推动下，电子技术获得了飞速的发展，现代电子产品几乎渗透于社会的各个领域，有力的推动社会生产力的发展和社会信息程度化的提高，同时又促使现代电子产品性能的进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

EDA技术作为现在电子设计技术的核心，它依赖功能强大

的计算机，在EDA工具软件平台上，对硬件描述语言Verilog语言为系统描述手段完成的设计文件，自动的完成逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合，结构综合，以及逻辑优化和仿真测试等功能。

Verilog语言在这个信息飞速发展的时代已经显得尤为重

要。

2 设计目的

1.通过本次课程设计掌握QuartusⅡ环境下的基本电路设

计方法。

2．掌握状态机的Verilog设计方法 3．学习仿真工具的使用方法 4．熟悉Verilog语言编程

3设计任务

1．设计一个状态机控制8个LED灯进行花样显示

2．花样不少于6种 3．同时用数码管显示 4．使蜂鸣器报警

4 设计方法

通过锁相环进行分频，进行时钟控

七、综合题：（20分）

（一）已知状态机状态图如图a所示；完成下列各题：

in_a = “00”in_a = “01”st0out_a <= “0101”;in_a /= “00”st1out_a <= “1000”;in_a = “11”in_a /= “11”in_a /= “01”st3out_a <= “1101”;in_a /= “11”st2out_a <= “1100”;in_a = “11”

图a 状态图

clkresetc_stateREGn_stateCOMout_ain_a图b 状态机结构图

1. 试判断该状态机类型，并说明理由。 该状态机为moore型状态机，输出数据outa和输入ina没有直接逻辑关系，outa是时钟clk的同步时序逻辑。

2. 根据状态图，写出对应于结构图b，分别由主控组合进程和主控时序进程组成的VHDL有限状

态机描述。

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY MOOREB IS

PORT (CLK, RESET : IN STD_LOGIC;

INA : IN STD_LOGIC_VECTOR (1 DOWNTO 0); OUTA : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ); END MOOREB;

ARCHITECTURE ONE OF MOOREB IS

TYPE MS_STATE IS (ST0, ST1, ST2, ST3); SIGNAL

数字电子技术基础

大作业二

状态机设计

班级： 学号： 姓名：

一、设计要求

利用Verilog HDL设计一个电路，对输入的一串二进制数，用于检测序列中连续3个或者3个以上的1，状态转换如图所示。

二、设计内容 2.1 设计思路 2.2 设计方案

组合逻辑 寄存器 Next_state Current_state 组合逻辑 三、仿真验证 3.1 源程序

module moore (clk,din,op);

input clk,din; output op;

reg[1:0] current_state,next_state; reg op;

parameter SO=2’b00,S1=2’b01,S2=2'b10,S3=2’b11; always@(posedge clk) begin

current_state<=next_state; end

always@(current_state or din) begin

case( curret_state) S0:begin Op=0； If(din==0) next_state=S0; else

next_

第7章 状态机图习题

一、简答题

1. 什么是状态，对象的状态和对象的属性有什么区别？

答：状态指事物在其生命周期中满足某些条件、执行某些操作或等待某些事件而持续的一种稳定的状况。对象的属性是对象所表示事物的静态性质，它与对象的状态有不同的含义。

2. 状态机图通常由哪几部分组成？状态转换的要素有哪些？

答：状态机图由状态结点，控制结点和转换边构成。状态转换有触发条件、监护条件和转换动作等部分。

3. 复合状态的状态转换的外部转换和局部转换的区别是什么？请举例说明。

答：外部转换是复合状态与其他状态之间发生的状态转换，内部转换是在复合状态内部的子状态之间发生的转换。例子省略。 4. 历史状态的含义是什么？

答：历史状态为一个状态机或复合状态提供了一种在退出状态时记忆当前活动所处的子状态，并能够返回到该子状态的机制。

二、填空题

1．一个状态转换包括（触发事件），监护条件和（转换动作）三要素。

2．无触发转换指（源状态执行完成后，不需要事件的触发自动转换到目标状态）。 3．状态机图描述一个对象在不同（事件）的驱动下发生的状态转移。

三、选择题

1．状态机图可以表现（ B ）在生存期的行为、所经历的状态序列、引起状态转换的事件以及因状态转换

EDA实验报告

1状态机程序：

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY circle IS

PORT(CLK1,RESET1 :IN STD_LOGIC;

D0,D1,D2,D3,D4:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0)); END circle;

ARCHITECTURE behv OF circle IS TYPE FSM_ST IS (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6); SIGNAL current_state,next_state:FSM_ST; BEGIN

REG:PROCESS(CLK1,RESET1) BEGIN

IF RESET1='0' THEN current_state<=s0; ELSIF CLK1='1'AND CLK1'EVENT THEN current_state<=next_state; END IF;

END PROCESS;

COM:PROCESS(current_state,next_state) BEGIN

CASE current_state IS

WHEN s0=> D0<=\next_state<=s1;

WHEN s1=> D0<=\next_state<=s2; WHEN s2=> D0<=\next_state<=s3; WHEN s3=> D0

理学院教案

课程名称 课程属性 课程教材 授课班级 授课题目 电子设计自动化 授课教师 孙小艳 必修课（∨） 专业选修课（ ） 课程学分 校定公共选修课（ ） 《EDA技术实用教程》 潘松主编 3.5 课程学时 学生人数 授课学时 64学时 2013级电子信息科学与技术 38 第五章 VHDL状态机 6 教学目的、要求（教学目标）： 通过本部分的学习，了解状态机的基础知识，对状态编码及非法状态处理方式有个总体的认识，为Quartus II 中状态机的使用奠定基础。 教学重点： 掌握什么是状态机？状态机如何工作？状态机种类？状态编码方式？非法状态处理。 教学难点： 状态编码方式？非法状态处理？ 授课方式、方法和手段： 实施多媒体教学与传统的板书相结合的教学方式；教学与课外阅读相结合，要求学生自行寻找或给学生提供足够的阅读文献。教学方法以讲授法和讨论法为主，对于原理知识以讲授法为主，同时采用专题讨论、课堂作业等方法。 作业及课外训练： 1. 什么是状态机？ 2. 状态机的四种编码方式？ 参考资料： [1] 《EDA技术实用教程》 潘松主编 本章小结： 通过本部分的学习，使学生对VHDL状态机有一个全面的了解和认识，为Qua

EDA实验报告

1状态机程序：

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY circle IS

PORT(CLK1,RESET1 :IN STD_LOGIC;

D0,D1,D2,D3,D4:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0)); END circle;

ARCHITECTURE behv OF circle IS TYPE FSM_ST IS (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6); SIGNAL current_state,next_state:FSM_ST; BEGIN

REG:PROCESS(CLK1,RESET1) BEGIN

IF RESET1='0' THEN current_state<=s0; ELSIF CLK1='1'AND CLK1'EVENT THEN current_state<=next_state; END IF;

END PROCESS;

COM:PROCESS(current_state,next_state) BEGIN

CASE current_state IS

WHEN s0=> D0<=\next_state<=s1;

WHEN s1=> D0<=\next_state<=s2; WHEN s2=> D0<=\next_state<=s3; WHEN s3=> D0

有限状态机实验报告

一、 实验目的

? 进一步学习时序逻辑电路 ? 了解有限状态机的工作原理

? 学会使用“三段式”有限状态机设计电路 ? 掌握按键去抖动、信号取边沿等处理技巧

二、 实验内容

用三段式有限状态机实现序列检测功能电路

a) 按从高位到低位逐位串行输入一个序列，输入用拨动开关实现。 b) 每当检测到序列“1101”（不重叠）时，LED指示灯亮，否则灭，例如 i. ii.

输入： 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 输出： 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1

c) 用八段数码管显示最后输入的四个数，每输入一个数，数码管变化一次 d) 按键按下的瞬间将拨动开关状态锁存 i.

注意防抖动（按键按下瞬间可能会有多次的电平跳变）

三、 实验结果

1. Rst_n为0时数码管显示0000，led灯不亮，rst_n拨为1，可以开始输入，将输

入的开关拨到1，按下按钮，数码管示数变为0001，之后一次类推分别输入1，0,1，按下按钮后，数码管为1101，LED灯亮，再输入1，LED灯灭，之后再输入0，1（即共输入1101101使1101重叠，第二次LED灯不亮），之后单独输入

1101，LED灯亮 2. 仿真图像 刚启动时使用rst_