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山西网站建设推荐,余姚网站制作公司,福州企业网站制作,appsgeyser目录 一、状态机1. 状态机基本概念2. 状态机类型3. Verilog 状态机设计要点 二、状态机实现一个1s流水灯三、DE2-115实物演示 一、状态机 1. 状态机基本概念 状态机(Finite State Machine, FSM)是数字电路设计中用于描述系统状态转换的核心组件&#x…

目录

    • 一、状态机
      • 1. 状态机基本概念
      • 2. 状态机类型
      • 3. Verilog 状态机设计要点
    • 二、状态机实现一个1s流水灯
    • 三、DE2-115实物演示

一、状态机

1. 状态机基本概念

状态机(Finite State Machine, FSM)是数字电路设计中用于描述系统状态转换的核心组件,由以下要素组成:
状态寄存器:存储当前状态
下一状态逻辑:根据输入和当前状态确定下一状态
输出逻辑:生成与当前状态相关的输出

2. 状态机类型

类型特点
Moore输出仅取决于当前状态
Mealy输出取决于当前状态和输入
混合型结合 Moore 和 Mealy 的特点

3. Verilog 状态机设计要点

推荐使用三段式状态机结构:

  1. 状态寄存器(时序逻辑)
  2. 下一状态逻辑(组合逻辑)
  3. 输出逻辑(组合逻辑或时序逻辑)

优点:结构清晰、避免组合逻辑环路、便于综合和调试。

二、状态机实现一个1s流水灯

代码:
主模块:

module flowLed (input  wire clk,        // 系统时钟input  wire rst_n,      // 复位信号output reg  [7:0] led   // 8位LED输出
);// 时钟分频信号连线
wire clk_1s_en;// 实例化时钟分频模块
clk_divider u_clk_divider (.clk(clk),.rst_n(rst_n),.clk_1s_en(clk_1s_en)
);// ========== 三段式状态机设计 ========== //
// 第一阶段:状态寄存器定义
reg [7:0] state;// 第二阶段:状态转移逻辑
always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) beginstate <= 8'b0000_0001;  // 复位时第一个LED亮end else if (clk_1s_en) begin  // 每秒更新一次状态state <= {state[6:0], state[7]};  // 循环左移end
end// 第三阶段:输出逻辑(直接驱动LED)
always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) beginled <= 8'b0000_0001;  // 初始状态end else beginled <= state;  // 状态直接映射到LED输出end
endendmodule

分频模块:

module clk_divider (input  wire clk,        // 系统时钟(如50MHz)input  wire rst_n,      // 复位信号(低有效)output reg  clk_1s_en   // 1秒使能信号(高脉冲)
);// 50MHz -> 1Hz,需要计数50,000,000次(根据实际时钟调整)
parameter MAX_COUNT = 50_000_000 - 1; 
reg [25:0] counter;  // 足够覆盖50MHz分频的位宽always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) begincounter <= 0;clk_1s_en <= 0;end else beginif (counter == MAX_COUNT) beginclk_1s_en <= 1;      // 产生1Hz使能脉冲counter <= 0;end else begincounter <= counter + 1;clk_1s_en <= 0;      // 保持单周期高脉冲endend
endendmodule

三、DE2-115实物演示

引脚配置:
在这里插入图片描述
实物效果:

流水灯

http://www.dtcms.com/wzjs/16232.html

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