雷鸟车灯 数字逻辑电路Word下载.docx
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汽车工作状态
空闲
1
左转弯
右转弯
告警
x
X
汽车有四个工作状态:
空闲,左转弯,右转弯和告警状态,汽车的左转弯状态和右转弯状态又分为四个状态:
0、1、2、3个灯亮。
因此,本设计用一个时钟同步Moore状态机来实现,这个状态机有8个状态,每个状态的输出入表:
状态
输出
IDLE
空闲状态,6个灯全灭
L1
左边1灯亮
L2
左边2灯亮
L3
左边3灯亮
R1
右边1灯亮
R2
右边2灯亮
R3
右边3灯亮
ERR
告警状态,6个灯全亮
状态转换约定:
在进入左转弯状态时,状态机在IDLE,L1,L2和L3四个状态间循环,此时只有在IDLE状态可以接收任何其他信号输入,并选择进入相应状态。
在L1和L2状态只接收告警状态输入,如果有告警信号,结束在左转弯循环,进入告警状态。
进入L3状态后部接收任何信号输入,直接进入IDLE状态。
右转弯状态类似左转弯状态。
告警状态在ERR状态和IDLE状态循环转换。
没有任何输入时,状态机保持在IDLE状态。
状态图如下:
HAZ’
LEFT.HAZ’.RIGHT
(HAZ+LEFT+RIFHT)’
HAZ+LEFT.RIFHT
LEFT’.HAZ’.RIGHT
根据上述分析,设计雷鸟车尾灯控制器。
根据要求,实验所需的VerilogHDL程序如下:
modulelights
(
inputclk,LEFT,RIGHT,HAZ,
outputreg[2:
0]L,
0]R
);
//Declarethestateregistertobe"
safe"
toimplement
//asafestatemachinethatcanrecovergracefullyfrom
//anillegalstate(byreturningtotheresetstate).
(*syn_encoding="
*)reg[2:
0]state;
//Declarestates
parameterIDLE=0,L1=1,L2=2,L3=3,R1=4,R2=5,R3=6,ERR=7;
//Outputdependsonlyonthestate
always@(state)begin
case(state)
IDLE:
begin
L=3'
b000;
R=3'
end
L1:
b001;
L2:
b011;
L3:
b111;
R1:
R2:
R3:
ERR:
default:
endcase
end
//Determinethenextstate
always@(posedgeclk)begin
case(state)
IDLE:
if(HAZ+LEFT*RIGHT)
state<
=ERR;
elseif(LEFT*~HAZ*~RIGHT)
=L1;
elseif(~(HAZ+LEFT+RIGHT))
=IDLE;
elseif(~LEFT*~HAZ*RIGHT)
state<
=R1;
L1:
if(HAZ)
else
=L2;
L2:
=L3;
L3:
R1:
=R2;
R2:
=R3;
R3:
ERR:
default:
endcase
endmodule
五、实验的测试序列或验证方法
根据状态转移图,初始化为IDLE状态,然后按照顺序将左转方向走一遍回到IDLE,再将右转方向进行一遍,再验证一下跳转到ERR状态是否正确。
六、实验过程(验收实验的过程)
1.建立工程,设计输入,建立波形文件进行功能仿真:
2.用statemachineviewer查看生成的状态转移图:
3.用RTLViewer和TechnologyMapViewer查看生成的电路图和在FPGA板中的电路实现:
4.分配引脚进行全编译,并将设计下载到FPGA板上进行验证:
七、实验结果
本次实验设计了雷鸟车灯控制器,进一步了解了状态机。
八、实验中遇到的问题及解决方案
1.程序中有这么一段语言:
case(state)
这里也可以将三个信号定义为一个数组hrl,利用卡诺图或者真值表把每个表达式为1的情况计算直接写在括号中:
case(state)
If(hlr==3||hlr[2]==1)
elseif(hlr==2)
elseif(hlr==0)
if(hlr==1)
2.在进行功能仿真时,对于状态图中为1即必然发生的转移,一定要空出一个时钟让其发生,不要以为是直接跳转,还是要经过时钟的触发。
九、实验的启示/意见和建议
1.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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