入門課程之簡(jiǎn)單狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)流程

《 簡(jiǎn)單狀態(tài)機(jī) 》設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)背景：

狀態(tài)機(jī)是描述各種復(fù)雜時(shí)序的時(shí)序行為，是使用 HDL 進(jìn)行數(shù)學(xué)邏輯設(shè)計(jì)中非常重要的方法之一，狀態(tài)機(jī)分為摩爾機(jī)和米粒機(jī)，當(dāng)輸出只和狀態(tài)有關(guān)系的話稱為摩爾機(jī)，當(dāng)輸出不僅和狀態(tài)有關(guān)系也和輸入信號(hào)有關(guān)系的時(shí)候稱為米粒機(jī)，米粒機(jī)和摩爾機(jī)的電路原型我就不在這里給大家介紹了。

狀態(tài)機(jī)是由狀態(tài)寄存器和組合邏輯電路構(gòu)成，能夠根據(jù)控制信號(hào)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，是協(xié)調(diào)相關(guān)信號(hào)的動(dòng)作，完成特定操作的控制中心。比如我們生活中遇到的問(wèn)題，健康---感冒---健康，這個(gè)就是一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移圖，從健康狀態(tài)到感冒狀態(tài)在到健康狀態(tài)。

設(shè)計(jì)原理：

我認(rèn)為對(duì)于我們初學(xué)者來(lái)說(shuō)我們只要只要狀態(tài)機(jī)就是當(dāng)這個(gè)狀態(tài)也就是當(dāng)這個(gè)時(shí)鐘來(lái)的時(shí)候發(fā)生這件事情，當(dāng)下各時(shí)鐘來(lái)的時(shí)候發(fā)生另一件事，也就是說(shuō)發(fā)生這件事后，跳轉(zhuǎn)下一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生另一件事情，兩個(gè)事情發(fā)生沒(méi)有關(guān)系。我們理解初學(xué)者理解這個(gè)就行了，不用理解高深的二段式，三段式。

我們會(huì)在下面的設(shè)計(jì)中用到簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)讓大家明白簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)。

我們的設(shè)計(jì)也是一個(gè)流水燈，我們的設(shè)計(jì)是在復(fù)位的時(shí)候讓 4 個(gè)等全熄滅，第一個(gè)上升沿點(diǎn)亮一個(gè)，第二個(gè)點(diǎn)亮下一個(gè)，依次類推。我們的寫(xiě)法可以這樣想，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)狀態(tài)也就是一個(gè)上升沿點(diǎn)亮第一個(gè)燈，然后跳轉(zhuǎn)下一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)亮第二個(gè)燈，第三個(gè)點(diǎn)亮下一個(gè)。。。。

設(shè)計(jì)架構(gòu)圖：

設(shè)計(jì)代碼：

仿真圖：

在仿真圖中我們可以看到，當(dāng) 0 狀態(tài)的時(shí)候點(diǎn)亮第一個(gè)燈，當(dāng) 1狀態(tài)點(diǎn)亮第二個(gè)燈，2 狀態(tài)第三個(gè)燈，3 狀態(tài)第四個(gè)燈，然后又到了0 狀態(tài)第一個(gè)燈，這樣就實(shí)現(xiàn)了流水。

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