实验三_用状态机实现序列检测器的设计

实验三用状态机实现序列检测器的设计•上网查询资料，复习《数字电子技术》教材，理解有限状态机的概念。•有限状态机的状态图的画法及其含义。任务分析•本次实验的核心是：应用有限状态机设计思路，检测输入的串行数据是否是”11100101”。•根据下载电路板的资源，拟用SW3---SW0，J4接口的E8,F8,C7,D7作为系统输入（系统由此需要设计一个8bits并行数据转串行的模块）一个7段数码显示译码器作为检测结果的输出显示，如果串行序列为”11100101”，显示a，否则显示b（系统需要设计一个7段数码显示译码器模块）为了显示可控，清晰，拟用V16,D18实现时钟，复位信号的输入。本实验由顶层文件、串行检测、并行数据转串行、数码管显示四个模块组成设计参考顶层模块并转串模块串行检测模块数码管显示模块并行8bits数据clk串行数据4bits数据reset7bits数据系统任务要求•系统主要包括3个模块：1）并行数据转串行数据模块（xulie.v）2）串行检测模块（schk.v）3）数码管显示模块（decled7s.v）由于需要用按键V16作为时钟输入，按键D18作为系统复位输入，所以需调用实验二中应用的消抖模块，对两个按键输入信号进行消抖。系统任务要求•并行数据转串行数据模块（xulie.v），串行检测模块（schk.v）均采用有限状态机的描述方式。•并行数据转串行数据模块（xulie.v）功能描述：可以异步复位，可以在时钟控制下，将并行输入数据din[7:0]，按照din[7]，din[6]，din[5]，din[4]，din[3]，din[2]，din[1]，din[0]的顺序输出至串行检测模块的输入端口din。•根据设计要求，先画出并行数据转串行数据模块的状态转移图，并写出HDL代码。•比较实验指导书提供并行数据转串行数据模块的参考代码，总结有限状态机的HDL设计方法。系统任务要求•串行检测模块（schk.v）输入信号：DIN-----1bit的串行输入数据CLK-----同步输入时钟CLR------异步清零信号，当CLR=1，系统输出置0，否则，系统正常工作输出信号：AB--------4bits数据，如果系统检测到“11100101”这8bit的输入，AB=4’b1010，否则，AB=4’b1011.系统任务要求•串行检测模块（schk.v）•画出串行检测模块（schk.v）的状态转移图，并自行设计HDL源代码。•用VerilogHDL设计数码管驱动电路、系统顶层电路。•1、构建一个工程名为XULIEQI的工程•由File-NewProjectWizard,弹出对话框，设置文件夹目录，Project名称。注意，1）不能将文件夹放置与软件安装目录下，应放在DATA盘上2）要求以自己的学号作为文件夹名3）顶层模块的类型选为HDL•正确选择器件和EDA工具，本次实验仍采用ISE自带的综合、仿真工具，按next，继续建立工程后，开始分别设计1）并行数据转串行数据模块（xulie.v）2）串行检测模块（schk.v）3）数码管显示模块（decled7s.v）设计输入•选择VerilogModule，并输入合法文件名设计输入•在文本编辑窗口输入代码设计处理•设计处理环节进行综合、功能仿真、时序仿真等处理设计处理•在sources窗口选中待综合模块cnt10，在process窗口双击Synthesize-XST•综合完后可以双击Synthesize-XST下的ViewRTLSchematic，得到综合后的电路图。1、综合：功能仿真1）建立仿真激励文件功能仿真•考虑完备性测试和减短仿真耗时，将时钟周期改为100ns，测试文件时间长度2000ns•2、仿照schk的设计方法，再分别设计xulie和decled7s两个verilogHDL模块，并分别进行功能仿真和时序仿真，对仿真结果进行分析。•注：编写数码管显示程序（decl7s.v）来显示A或B状态。已知数码管为共阴级连接。输入（4bits）输出（7bits）显示内容4’b10107’b1110111a4’b10117’b1111100b4’b00007’b10000000提示：可以在default分支选用显示“0”。•3、按照前述子模块的相同的设计步骤完成，创建顶层文件，并进行综合，功能仿真，时序仿真，验证程序后，下载。•连接输入信号到FPGA，改变拨动开关和按键，观察结果