EDA状态机实验报告.doc

状态机设计学院：数学与计算机学院 专业： 姓名： 学号： 一、实验目的1通过实验掌握有限状态机的要点和特点及其设计；2用状态机实现串行序列的设计。二、设计要求1 先设计0111010011011010序列信号发生器；2 再设计一个序列信号检测器，若系统检测到串行序列11010则输出为“1”，否则输出为“0”，并对其进行仿真和硬件测试。三、实验设备PC机，Quartue软件，实验箱四、实验原理1、序列信号发生器CNT00000001001000110100010101100111ZOUT01110100CNT10001001101010111100110111101111ZOUT11011010复位信号CLRN。当CLRN=0时，使CNT=0000，当CLRN=1时，不影响程序运行，每来一个CLK脉冲CNT加一。2、序列信号检测器状态转移图：S0 S2 S1 S3 S4 S5101010100五、实验步骤1、信号发生器（1）建立工作库文件夹，输入设计项目VHDL代码，如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY s_machine IS PORT(clk,reset,state_input:IN STD_LOGIC; comb_output:OUT STD_LOGIC);END s_machine;ARCHITECTURE behav OF s_machine ISTYPE FSM_ST IS (s0,s1,s2,s3);SIGNAL current_state,next_state: FSM_ST;BEGINREG:PROCESS(reset,clk) BEGINIF reset=1 THEN current_state=s0;ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN current_statecomb_output=0; IF state_input=0 THEN next_state=s0; ELSE next_statecomb_output=0; IF state_input=0 THEN next_state=s0; ELSE next_statecomb_output=0; IF state_input=0 THEN next_state=s0; ELSE next_statecomb_output=1; IF state_input=0 THEN next_state=s0; ELSE next_state=s3; END IF;END case; END PROCESS;END behav;（2）对其进行波形仿真，如下图：3）将其转换成可调用元件如图：2、信号检测器1）建立工作库文件夹，输入设计项目VHDL代码，如下：LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SCHK IS PORT(DIN, CLK, CLR : IN STD_LOGIC; ss : OUT STD_LOGIC_VECTOR END SCHK;ARCHITECTURE behav OF SCHK IS SIGNAL Q : INTEGER RANGE 0 TO 5 ; SIGNAL D : STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0); BEGIN D = 11010 ; PROCESS( CLK, CLR ) BEGIN IF CLR = 1 THEN Q IF DIN = D(4) THEN Q = 1 ; ELSE Q IF DIN = D(3) THEN Q = 2 ; ELSE Q IF DIN = D(2) THEN Q = 3 ; ELSE Q IF DIN = D(1) THEN Q = 4 ; ELSE Q IF DIN = D(0) THEN Q = 5 ; ELSE Q Q = 0 ; END CASE ; END IF ; END PROCESS ; PROCESS( Q ) BEGIN IF Q = 5 THEN ss = 1 ; ELSE ss = 0 ; END IF ; END PROCESS ;END behav ;3）将其转换成可调用元件如图：3.序列信号检测器顶层文件1）调用序列信号发生器和序列信号检测器元件，建立工作库文件夹，输入设计项目原理图如下图：2）对总体进行波形仿真，如下图：功能仿真:六、实验心得本实验中使用moore型状态机效果更好一些。在实际应用中，mealy型和moore型状态机各有所长，应根据实际合理选择。