状态机自动售货机.pptx

2024/4/19 周五#1状态机设计状态机设计-自动售货机自动售货机2024/4/19 周五#2p 状状态态机机(State Machine)是是一一类类很很重重要要的的时时序序电电路路，是是很很多多数数字字电电路路的的核核心心部部件件，是是大大型型电电子子设设计计的的基基础础。状状态态机机相相当当于于一一个个控控制制器器，它它将将一一项项功功能能的的完完成成分分解解为为若若干干步步，每每一一步步对对应应于于二二进进制制的的一一个个状状态态，通通过过预预先先设设计计的的顺顺序序在在各各状状态态之之间间进进行行转转换，状态转换的过程就是实现逻辑功能的过程。换，状态转换的过程就是实现逻辑功能的过程。状态机设计状态机设计-自动售货机自动售货机2024/4/19 周五#3图图1 1 一般状态机结构框图一般状态机结构框图 2024/4/19 周五#4 要求：货物单价要求：货物单价1.5元，元，有有1元和元和0.5元两种硬币，元两种硬币，每次投入一枚硬币，机每次投入一枚硬币，机器能找零。器能找零。自动售货机2024/4/19 周五#5状态机设计状态机设计-自动售货机自动售货机 状态转换图状态转换图2 硬件验证测试硬件验证测试4需求分析需求分析3 1 编程及仿真编程及仿真3 32024/4/19 周五#61、需求分析、需求分析p货物单价：货物单价：1.5元元p两种硬币：两种硬币：1元或元或0.5元元p每次可投入一枚硬币每次可投入一枚硬币p可以输出货物可以输出货物p也可能找零也可能找零投币口投币口找零口找零口出出货货口口自动售货机的自动售货机的VHDL设计。要求：设计。要求：2024/4/19 周五#71、需求分析、需求分析p货物单价：货物单价：1.5元元p两种硬币：两种硬币：1元或元或0.5元元p每次可投入一枚硬币每次可投入一枚硬币p可以输出货物可以输出货物p也可能找零也可能找零自动售货机的自动售货机的VHDL设计。设计。要求：要求：三种输入：三种输入：0元元 0.5元元 1元元五种状态五种状态已投入已投入0元元已投入已投入0.5元元已投入已投入1元元已投入已投入1.5元元已投入已投入2元元S0S1S2S3S4三种输出：三种输出：无输出无输出有货物，无找零有货物，无找零有货物，并找零有货物，并找零000110IN1Y0010112024/4/19 周五#82、状态转换图、状态转换图IN1状态状态/YS0/00S2/00S3/10S1/00S4/1100000100000001010110101010102024/4/19 周五#92、状态转换图、状态转换图IN1状态状态/YS0/00S2/00S3/10S1/00S4/1100000100000001010110101010102024/4/19 周五#103、编程及仿真、编程及仿真实体实体结构体结构体2024/4/19 周五#113、编程及仿真、编程及仿真IN1CLKYZDLIBRARY IEEE;USE IEEE.std_logic_1164.ALL;ENTITY ZD ISPORT(clk,RST:IN std_logic;IN1:IN std_logic_vector(1 DOWNTO 0);Y:OUT std_logic_vector(1 DOWNTO 0);END ZD;RST实体实体2024/4/19 周五#123、编程及仿真、编程及仿真结结构构体体2024/4/19 周五#133、编程及仿真、编程及仿真ARCHITECTURE be OF ZD IS BEGINreg:PROCESS(RST,clk)-时序进程 BEGIN End process;com:PROCESS(current_state,IN1)-组合进程 BEGIN End process;END be;IF RST=1 THEN current_state=S0;ELSIF clkevent and clk=1 THEN current_stateWHEN S1=WHEN S2=WHEN S3=WHEN S4=END CASE;Y=00;IF IN1=“00”THEN next_state=S0；ELSIF IN1=01 THEN next_state=S1;ELSIF IN1=10 THEN next_state=S2;END IF;TYPE fsm_st IS(S0,S1,S2,S3,S4);SIGNAL current_state,next_state:fsm_st;2024/4/19 周五#143、编程及仿真、编程及仿真ARCHITECTURE be OF ZD IS TYPE fsm_st IS(S0,S1,S2,S3,S4);SIGNAL current_state,next_state:fsm_st;BEGINreg:PROCESS(RST,clk)BEGIN IF RST=1 THEN current_state=S0;ELSIF clkevent and clk=1 THEN current_stateY=00;IF IN1=00 THEN next_state=S0;ELSIF IN1=01 THEN next_state=S1;ELSIF IN1=10 THEN next_stateY=00;IF IN1=“00”THEN next_state=S1；ELSIF IN1=01 THEN next_state=S2;ELSIF IN1=10 THEN next_stateY=00;IF IN1=“00”THEN next_state=S2；ELSIF IN1=01 THEN next_state=S3;ELSIF IN1=10 THEN next_stateY=10;IF IN1=“00”THEN next_state=S0；ELSIF IN1=01 THEN next_state=S1;ELSIF IN1=10 THEN next_stateY=11;IF IN1=00THEN next_state=S0;ELSIF IN1=01 THEN next_state=S1;ELSIF IN1=10 THEN next_state=S2;END IF;END CASE;END PROCESS;END be;2024/4/19 周五#163、编程及仿真、编程及仿真编程编程2024/4/19 周五#173、编程及仿真、编程及仿真仿真仿真2024/4/19 周五#183、编程及仿真、编程及仿真结果分析结果分析2024/4/19 周五#194、硬件验证测试、硬件验证测试找零找零货物货物0.5元元1元元复位复位硬硬件件管管脚脚定定义义2024/4/19 周五#204、硬件验证测试、硬件验证测试硬硬件件测测试试结结果果2024/4/19 周五#21小结小结p状态机的状态机的VHDL设计模式相对固定，常用两进程，设计模式相对固定，常用两进程，加上必要的辅助进程，有时也用单进程。加上必要的辅助进程，有时也用单进程。p状态机处理问题较复杂，应用场合不固定，因此状态机处理问题较复杂，应用场合不固定，因此用于实际应用时，还要根据情节调整程序。用于实际应用时，还要根据情节调整程序。2024/4/19 周五#22谢谢！谢谢！