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1、状态机电路设计状态机（STATEMACHINE）可以说是一个广义时序电路，触发器,计数器,移位寄存器都算是它的特殊功能的一种.在电子设计自动化应用当中,状态机经常是担任CPU的功能,从某种意义上讲状态机的应用让系统具有了智能化的功能,业界为状态机和CPU的功能一直争论不休,不过事实是更多人倾向于状态机,认为状态机的功能比CPU强大.下面将带领大家认识一下状态机的基本设计思想.传统的逻辑电路设计在描述状态机的表示上,以状态图(STATEDIAGRAM)方式最为清晰且容易理解.根据输入,输出及状态关系,状态图可以分为:
2、1.输入&状态&输出(输出仅与状态有关)以下面图形为例,若目前状态机处于状态S0时,输入为0则状态机将维持状态S0不变,若输入改为1则下个状态改成状态S1,但不论输入是什么,此时输出均为0.这种输出与状态有关,而与输入无关的状态机类型,称为More状态机.编程实现其功能如下:--***********************状态机*********************重点提示整个状态机的电路描述分成两个PROCESS命令语句完成.第一个PROCESS:负责感测时钟脉冲信号CP在上升沿变化之际,作目前状态(Pre
3、sentState)切换至下个状态(NextState)的动作.第二个PROCESS:负责感测输入(DIN)值,目前状态(PresentState)值,由CASE-WHEN语句决定输出(OP)和下个状态(NextState)值.--*********************************************************LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UN
4、SIGNED.ALL;--*********************************************************ENTITYCH6_5_1ISPORT(CP:INSTD_LOGIC;--CLOCKDIN:INSTD_LOGIC;--I/PSignalOP:OUTSTD_LOGIC--O/PSignal);ENDCH6_5_1;--*********************************************************ARCHITECTUREAOFCH6_5_1I
5、STYPESTATEIS(S0,S1,S2,S3);--StateTypeDeclareSIGNALPRESENTSTATE:STATE;--PresentStateSIGNALNEXTSTATE:STATE;--NextStateBEGINSWITCHTONEXTSTATE:PROCESS(CP)BEGINIFCP'EVENTANDCP='1'THENPRESENTSTATE<=NEXTSTATE;ENDIF;ENDPROCESSSWITCHTONEXTSTATE;CHANGESTATEMODE:PROCESS(
6、DIN,PRESENTSTATE)BEGINCASEPRESENTSTATEISWHENS0=>--STATES0IFDIN='0'THEN--INPUT=0NEXTSTATE<=S0;ELSENEXTSTATE<=S1;ENDIF;OP<='0';--OUTPUTWHENS1=>--STATES1IFDIN='1'THEN--INPUT=1NEXTSTATE<=S1;ELSENEXTSTATE<=S2;ENDIF;OP<='0';--OUTPUTWHENS2=>--STATES2IFDIN='1'THEN--IN
7、PUT=1NEXTSTATE<=S2;ELSENEXTSTATE<=S3;ENDIF;OP<='0';--OUTPUTWHENS3=>--STATES3IFDIN='1'THEN--INPUT=1NEXTSTATE<=S0;ELSENEXTSTATE<=S1;ENDIF;OP<='0';--OUTPUTWHENOTHERS=>--InitialStateNEXTSTATE<=S0;OP<='0';--OUTPUTENDCASE;ENDPROCESSCHANGESTATEMODE;ENDA;--***********
8、**********************************************程序说明:(1)上述的状态编码方式,使用默认的Binary编码.(2)在第二个PROCESS内的CASE-WHEN语句里,最后一个WHENOTHERS作用在电路起始状态,亦即--将状态初始设定为S0.2.输入&状态&输出(输出与状态,输入背景有关)下面图形的动作和上图
