數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) 基于VHDL的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)3

基于VHDL的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯部分常用時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)（1）觸發(fā)器設(shè)計(jì)（D）（2）計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)（分頻器）（3）移位寄存器設(shè)計(jì)（4）狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)：序列檢測(cè)器

狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)

我們可以用輸入信號(hào)X和電路狀態(tài)Q來(lái)描述時(shí)序電路的邏輯功能，這時(shí)時(shí)序電路稱為

狀態(tài)機(jī)（StateMachine）。根據(jù)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)以及電路狀態(tài)的關(guān)系，狀態(tài)機(jī)可以分為兩種：穆?tīng)枺∕oore）型和米利（Mealy）型。Y=F[X,Q]

Y=F[Q]

米利（Mealy）型：穆?tīng)枺∕oore）型：S0S20/01/0S31/0S11/10/00/10/01/0輸出信號(hào)和輸入信號(hào)無(wú)關(guān)。輸入信號(hào)影響狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。（1）More型狀態(tài)機(jī)

LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.ALL;ENTITYmoreISPORT(Clk,reset:inStd_logic;din:inStd_logic;op:outStd_logic);ENDmore;ARCHITECTUREaOFmoreISTYPESTATE_TYPEIS(s0,s1,s2,s3);SIGNALstate:STATE_TYPE;BEGINPROCESS(clk,reset)BEGIN

If

（reset=‘1’）THEN

state<=s0;

else

IF

（clk’EventANDclk=‘1’）THENCASEstateIS

WHENs0=>IF

（din=‘1’）THENstate<=s1;

elsestate<=s0; ENDIF;

WHENs1=>IF

（din=‘0’）THENstate<=s2;

elsestate<=s1; ENDIF;WHENs2=>IF（din=‘0’）THENstate<=s3;

elsestate<=s2;ENDIF;

WHENs3=>IF

（din=‘1’）THENstate<=s0;

elsestate<=s1; ENDIF;

EndCase;

Endif;

Endif;

Endprocess;

op<=‘1’when（state=s1）else'0';

ENDa;S0S20/01/0S31/1S11/10/00/00/01/1（2）Mealy型狀態(tài)機(jī)

LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.ALL;ENTITYmealyISPORT(Clk,reset:INSTD_LOGIC;--clockdin:INSTD_LOGIC;op:OUTSTD_LOGIC);ENDmealy;ARCHITECTUREaOFmealyISTYPESTATE_TYPEIS(s0,s1,s2,s3);SIGNALstate:STATE_TYPE;BEGIN

PROCESS(clk,reset) BEGIN

If

（reset=‘1’）THEN

state<=s0;

else

If

（clk‘EVENTANDclk=’1‘）then

CASEstateIS

WHENs0=>IFdin=‘1’THENstate<=s1;elsestate<=s0; ENDIF;

WHENs1=> IFdin='0'THENstate<=s2;elsestate<=s1; ENDIF;

WHENs2=> IFdin='0'THENstate<=s3;elsestate<=s2; ENDIF;

WHENs3=> IFdin='1'THENstate<=s0;elsestate<=s1; ENDIF;ENDCASE;Endif;

Endif;ENDPROCESS;op<='1'when(state=s0anddin=’1’)or(state=s1anddin=’1’)or(state=s3anddin=’1’)

else'0';

--輸出不僅與狀態(tài)有關(guān)，而且和輸入有關(guān)。ENDa;

序列檢測(cè)器檢測(cè)序列：110010序列檢測(cè)器CLKIDDS0S10/01/00/0S2S3S4S51/01/00/00/01/01/00/01/00/1三、VHDL設(shè)計(jì)規(guī)范1.文件頭和修訂列表文件頭包含以下內(nèi)容：·模塊名·文件名·需要的庫(kù)·模塊描述·使用的仿真器——其運(yùn)行平臺(tái)和版本·使用的綜合工具，其運(yùn)行平臺(tái)和版本·作者名字和e-mail修訂列表包含以下內(nèi)容：·修訂版本號(hào)·改動(dòng)的數(shù)據(jù)·修訂者名字和e-mail·改動(dòng)的詳細(xì)描述三、VHDL設(shè)計(jì)規(guī)范-------------------------------------------------------------Title:--Project:-------------------------------------------------------------File:--Author:name<email>--Organization:--Created:--Lastupdate:三、VHDL設(shè)計(jì)規(guī)范--Platform:--Simulators:--Synthesizers:--Targets:--Dependency:三、VHDL設(shè)計(jì)規(guī)范---------------------------------------------------------------------------------Description:---------------------------------------------------------------------------------Copyright(c)notice---------------------------------------------------------------------------------Revisions:--RevisionNumber:--Version:--Date:--Modifier:name<e