【FPGA】【有限状态机】课堂测试：序列011

 【题目描述】

 【分析】

　　题意：对于该题分析一下“011”检测器，我最开始的时候以为din输入的是vector，后来发现原来是连续输入的信号，序列“011”时输出为“1”

　　reset低电平有效：指的是reset在低电平时进行复位，所以需要这样写；　

 　　　　　　　　

　　为什么用Moore型的状态机呢？

　　　　因为最开始理解题目为输入为向量，所以就会有这样的想法。

　　　　其实输入不能直接影响其输出，哪怕是输入直接为“011”的向量形式，其状态改变都是等待时钟为上升沿，其对应状态才能输出。所以说是间接影响输出，但din仅仅是影响状态的改变，而输出却仅仅看状态形式。典型的Moore型状态机。

　　设计其状态图

　　　　分析，其实所有‘0’都可能是最开始输入的“011”中的首位。所以任何状态在din为0时都对应转化，其余的对应一一转化即可。

　　　　因为是异步复位，还需要多增设S0状态来表示。

【状态图】

【代码】

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all ;

entity det011 is 
    port ( clk , din , reset : in std_logic ;
            dout : out std_logic );
end entity ;

architecture behave of det011 is 
    type state is ( s0 , s1 , s2 , s3 ) ;
    signal cur_s , next_s : state ;
begin
    main_process : process ( clk , reset )
    begin
        if reset = '0' then 
            cur_s <= s0 ;
        elsif clk'event and clk = '1' then 
            cur_s <= next_s ;
        end if;
    end process ;
    
    state_trans : process ( cur_s , din )
    begin
        case cur_s is 
            when s0 =>     if din = '1' then 
                                    next_s <= s0 ;
                            else
                                    next_s <= s1 ;
                            end if ;
            when s1 =>     if din = '1' then 
                                    next_s <= s2 ;
                            else 
                                    next_s <= s1 ;
                            end if ;
            when s2 =>     if din = '1' then 
                                    next_s <= s3 ;
                            else 
                                    next_s <= s1 ;
                            end if ;
            when s3 =>     if din = '1' then 
                                    next_s <= s0 ;
                            else 
                                    next_s <= s1 ;
                            end if ;
            when others => next_s <= s0 ;
        end case ;
    end process ;
    
    output_process : process ( cur_s )
    begin
        case cur_s is 
            when s3 => dout <= '1' ;
            when others => dout <= '0' ;
        end case ;
    end process ;
end behave ;
            
            
            
            
            
            
            
            
            
            
            

 【波形图分析】

【注意事项】

　　在写状态变化时，请每条边都一一对应，然后其余的情况都归S0（初始态）。

　　如果写成对应程序就会dout一直为‘0’

　　　　

　　　　　　　　　　　　错误写法↑

　　　　

　　　　　　　　　　　　正确写法↑