verilog使用Moore電路實現交通燈

問題描述

   十字路口南北方向（B）有一組紅綠燈，十字路口東西方向（A）有一組紅綠燈。

TA，TB分別表示A，B走向是否有學生出現（爲True時有學生）。經過當前兩組紅綠燈的狀態和每5秒偵測到的TA，TB來改變兩組紅綠燈狀態。每種紅綠燈狀態保持5秒。

問題模型

由於能夠根據紅綠燈狀態，和TA，TB值抽象爲： 在出現必定TA，TB值時，紅綠燈狀態轉爲下一個肯定狀態。因此爲FSM有限狀態機模型。

實現方法

實現FSM能夠用Moore電路和Mealy電路。（二者是等價的）。

知識準備

1 Moore FSM：

  Moore型狀態機：下一狀態只由當前狀態決定，即 次態 = f(現狀，輸入)，輸出 = f（現狀）；

2 Mealy FSM：

Mealy型狀態機：輸出不但與當前狀態有關，還與當前輸入值有關，即次態 = f(現狀，輸入)，輸出 = f（現狀，輸入）；

3 Moore與Mealy之間的轉換：

只要把Moore機中下一狀態的輸出改變成Mealy機中當前狀態的輸出。

4 Mealy狀態機的化簡：

只有當兩個狀態對應的輸入，輸出，下一狀態徹底相同時，能夠簡化狀態。

 e.g 數電12章ppt

此處e，g能夠合併爲一個狀態，而後再繼續化簡。

參考資料：

  百度文庫

http://wenku.baidu.com/link?url=FpNDDxCkH47cjpuy49iiuWDQPj7_h0wfxAAkT4BI15hgyGdXhzdawFYUfPm7wl6s2qs_xVY4G9D3nD8y2OnOwzv6jHCvEIZVguKmvomyfZS

wiki（中文）

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%89%E9%99%90%E7%8A%B6%E6%80%81%E6%9C%BA

http://blog.163.com/enjoy_yourself_ok/blog/static/1645812142012227102738745/

Moore 電路實現十字路口交通燈

使用Verilog語言完成十字路口交通燈的設計與實現。用2個手撥開關表示南北向和東西向通道的狀態，6個led燈從左到右依次顯示A路口紅燈，A路口黃燈，A路口綠燈，B路口紅燈，B路口黃燈，B路口綠燈，再用一個手撥開關實現復位（高電平有效）。

其中時鐘分頻爲5秒，即每5秒檢測一次路口狀態，肯定燈亮的下一狀態。

原理

Moore Machine

說明： led[5:0] :   A’red  A’yellow  A’green ;  B’red,  B’yellow,  B’ green

        t[1:0]:  TA, TB 

 

狀態節點

狀態	狀態編碼	狀態輸出 : led[5:0]
INI （啓動狀態）	0000	000_000
S1	0001	001_100
S2	0010	010_100
S3	0100	100_001
S4	1000	100_010

 

狀態轉化

當前狀態	輸出 （led[5:0]）	輸入（t[1:0]）	下一狀態
INI	000_000	XX	S1
S1	001_100	1X	S1
S1	001_100	0X	S2
S2	010_100	XX	S3
S3	100_001	X1	S3
S3	100_001	X0	S4
S4	100_010	XX	S1

 

狀態轉化圖

下一篇講Mealy電路實現。