哈工大 数电大作业 三模式状态机(10页).doc

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1、-Harbin Institute of Technology三模式逻辑控制电路课程名称： 数字电子技术基础 院 系： 电气学院 班 级： 姓 名： 学 号： 哈尔滨工业大学1、设计要求利用Verilog HDL设计一个逻辑控制电路，用于对某备进行模式切换控制，设备模式共三种，控制方式为： a)直通模式：高电平为直通有效，接地为直通无效； b)跳频模式：接地为跳频模式有效，高电平跳频无效； c)调谐模式：接地为调谐模式有效，高电平调谐无效。设备的同一时刻只有且必须有一个模式有效，其他两个无效。为防止同时个模式有效，模式切换之间应有较小的延时，利用按键作为三种模式切换输入（按键最好有消除抖动的措

2、施）2 设计内容2.1设计方案设计一个三状态的状态机，分别对应a、b、c三种模式，change作为模式切换变量，din作为输出控制变量。考虑按键的抖动发生在change变化时，如果不采用按键消抖措施，change键按动时，由于发生电平跳动，输出状态可能会多次变化。为了解决这个问题，可以设计一个采集时钟，用来检测change的变化，只要时钟的频率设计的合适，就能在每次change变化时，只使得状态机只变化一次。2.2状态转换图图1 状态转换图2.3所使用的软件Xilinx ISE 14.42.4源程序module three(clk,din,op,change);input clk,din,ch

3、ange;output op;reg1:0 current_state,next_state;reg op;parameter S0=2b00,S1=2b01,S2=2b10;always(posedge clk) begin current_state=next_state; endalways(current_state or change or din)begincase(current_state)S0:begin if(change) begin next_state=S1; end else begin next_state=S0; endbeginif(din)op=1;else

4、 op=0;end endS1:begin if(change) begin next_state=S2; end else begin next_state=S1; end beginif(din)op=0;else op=1; endendS2:begin if(change) begin next_state=S0; end else begin next_state=S2; endbeginif(din)op=0;else op=1; endenddefault:beginop=0;next_state=S0;endendcaseend endmodule2.5仿真电路图RTL Vie

5、wer仿真电路如图2所示：图2 RTL Viewer仿真电路图Technology Map Viewer仿真电路如图3所示：图4 Technology Map Viewer仿真电路图2.6Test Benches程序module threetest;/ Inputsreg clk;reg din;reg change;/ Outputswire op;/ Instantiate the Unit Under Test (UUT)three uut (.clk(clk), .din(din), .op(op), .change(change); initial begin #1 clk=0;#1

6、 din=0; #10 din=0;change=0;#10 din=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=0;#10 din=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=0;#10 din=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=0;#10 din=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=1;#5change=0;#10din=0;#5change=0;#10 din=1;#5change=0;#10din=0;#5change=0;#

7、10 din=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=1;#5change=0;#10 din=1;#5change=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=1;#5change=0;#10 din=1;#5change=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=1;#5change=0;#10 din=0;#5change=1;#5change=0;#10 din=1;#5change=1;#5change=0;#10 din=1;#4.5change=1;#0.5change=0;#0.5change=1; #0.5ch

8、ange=0;#0.5change=1; #0.5change=0;#0.5change=1; #0.5change=0;#0.5change=1; #0.5change=0;#0.5change=1; #0.5change=0;#0.5change=1; $display(Running testbench); end always begin #5 clk=clk; end endmodule2.7仿真波形图图4 仿真波形图图5 仿真波形消抖示例开关状态为current_ state。从上面两个波形图可以看出，当时钟上升沿时，如果检测到change为1，则状态机发生转换，否则状态机维持原状态。输出op=1时为有效，op=0为无效。在370ns左右发生change连续跳变，但由于采用了采集时钟，状态只发生一次变化。-第 10 页-