有限状态机-教学课件.pptxVIP

EDA技术教材：《EDA技术及应用》，张丽华主编主要参考书：《EDA技术与VHDL》，潘松主编

第六章有限状态机6.1有限状态机概述6.2Moore型状态机设计6.3Mealy型状态机设计

6.1有限状态机概述6.1.1状态机的特点6.1.2状态机的分类6.1.3一般状态机的结构

6.1.1状态机的特点1．状态机具有纯硬件电路的速度和软件控制的灵活性；2．由于状态机的结构相对简单，设计方案相对固定；3.状态机容易构成性能良好的同步时序逻辑模块；4.与VHDL的其他描述方式相比，状态机的VHDL表述丰富多样、程序层次分明，结构清晰，易读易懂；在排错、修改和模块移植方面也有其独到的好处；5.在高速运算和控制方面，状态机更有其巨大的优势。6.高可靠性。

6.1.2状态机的分类1．Moore型有限状态机输出仅与系统状态有关，与输入信号无关的状态机。2．Maely型有限状态机输出与系统状态和输入信号均有关的状态机。

6.1.3一般状态机的结构一般状态机结构框图时序逻辑进程组合逻辑进程

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6.2Moore型状态机设计6.2.1Moore型状态机的特点6.2.2自动售货机设计实例

6.2.1Moore型状态机的特点Moore型状态机的输出仅为当前状态的函数。输入发生变化后必须等待时钟的到来，以使状态发生变化，才能导致输出的变换。

要求：

货物单价1.5元，有1元和0.5元两种硬币，每次投入一枚硬币，机器能找零。6.2.2自动售货机设计实例

状态转换图2仿真或硬件验证4需求分析31设计336.2.2自动售货机设计实例

货物单价：1.5元两种硬币：1元或0.5元每次可投入一枚硬币可以输出货物也可能找零投币口找零口出货口自动售货机的VHDL设计。要求：1.需求分析

货物单价：1.5元两种硬币：1元或0.5元每次可投入一枚硬币可以输出货物也可能找零自动售货机的VHDL设计。要求：三种输入：0元0.5元1元五种状态已投入0元已投入0.5元已投入1元已投入1.5元已投入2元S0S1S2S3S4三种输出：无输出有货物，无找零有货物，并找零000110IN1Y0010111.需求分析

IN1状态/YS0/00S2/00S3/10S1/00S4/1100000100000001010110101010102.状态转换图

IN1状态/YS0/00S2/00S3/10S1/00S4/1100000100000001010110101010102.状态转换图

实体结构体3.编程及仿真

IN1CLKYZDLIBRARYIEEE;USEIEEE.std_logic_1164.ALL;ENTITYZDISPORT(clk,RST:INstd_logic;IN1:INstd_logic_vector(1DOWNTO0);Y:OUTstd_logic_vector(1DOWNTO0));ENDZD;RST实体3.设计

结构体3.设计

ARCHITECTUREbeOFZDIS……BEGIN reg:PROCESS(RST,clk)--时序进程 BEGIN …… Endprocess; com:PROCESS(current_state,IN1)--组合进程 BEGIN …… Endprocess;ENDbe;IFRST=1THENcurrent_state=S0;ELSIFrising_edge(clk)THENcurrent_state=next_state;ENDIF;CASEcurrent_stateISWHENS0=WHENS1=WHENS2=WHENS3=WHENS4=ENDCASE;Y=00;IFIN1=“00”THENnext_state=S0； ELSIFIN1=01THENnext_state=S1; ELSIFIN1=10THENnext_state=S2;ENDIF;TYPEfsm_stIS(S0,S1,S2,S3,S4);SIGNALcurrent_state,next_state:fsm_st;3.设计

ARCHITECTUREbeOFZDISTYPEfsm_stIS(S0,S1,S2,S3,S4);SIGNALcurrent_state,next_state:fsm_st;BEGINreg:PR