入門課程之簡單狀態(tài)機(jī)設(shè)計流程

《 簡單狀態(tài)機(jī) 》設(shè)計

設(shè)計背景：

狀態(tài)機(jī)是描述各種復(fù)雜時序的時序行為，是使用 HDL 進(jìn)行數(shù)學(xué)邏輯設(shè)計中非常重要的方法之一，狀態(tài)機(jī)分為摩爾機(jī)和米粒機(jī)，當(dāng)輸出只和狀態(tài)有關(guān)系的話稱為摩爾機(jī)，當(dāng)輸出不僅和狀態(tài)有關(guān)系也和輸入信號有關(guān)系的時候稱為米粒機(jī)，米粒機(jī)和摩爾機(jī)的電路原型我就不在這里給大家介紹了。

狀態(tài)機(jī)是由狀態(tài)寄存器和組合邏輯電路構(gòu)成，能夠根據(jù)控制信號按照預(yù)先設(shè)計的狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，是協(xié)調(diào)相關(guān)信號的動作，完成特定操作的控制中心。比如我們生活中遇到的問題，健康---感冒---健康，這個就是一個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移圖，從健康狀態(tài)到感冒狀態(tài)在到健康狀態(tài)。

設(shè)計原理：

我認(rèn)為對于我們初學(xué)者來說我們只要只要狀態(tài)機(jī)就是當(dāng)這個狀態(tài)也就是當(dāng)這個時鐘來的時候發(fā)生這件事情，當(dāng)下各時鐘來的時候發(fā)生另一件事，也就是說發(fā)生這件事后，跳轉(zhuǎn)下一個時鐘發(fā)生另一件事情，兩個事情發(fā)生沒有關(guān)系。我們理解初學(xué)者理解這個就行了，不用理解高深的二段式，三段式。

我們會在下面的設(shè)計中用到簡單的狀態(tài)機(jī)讓大家明白簡單的狀態(tài)機(jī)。

我們的設(shè)計也是一個流水燈，我們的設(shè)計是在復(fù)位的時候讓 4 個等全熄滅，第一個上升沿點(diǎn)亮一個，第二個點(diǎn)亮下一個，依次類推。我們的寫法可以這樣想，當(dāng)?shù)谝粋€狀態(tài)也就是一個上升沿點(diǎn)亮第一個燈，然后跳轉(zhuǎn)下一個狀態(tài)點(diǎn)亮第二個燈，第三個點(diǎn)亮下一個。。。。

設(shè)計架構(gòu)圖：

設(shè)計代碼：

仿真圖：

在仿真圖中我們可以看到，當(dāng) 0 狀態(tài)的時候點(diǎn)亮第一個燈，當(dāng) 1狀態(tài)點(diǎn)亮第二個燈，2 狀態(tài)第三個燈，3 狀態(tài)第四個燈，然后又到了0 狀態(tài)第一個燈，這樣就實(shí)現(xiàn)了流水。

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