PLD状态机跑马灯的实验

1、实验九 状态机、实验目的1、掌握建立状态机的逻辑模型的方法。2、掌握状态机的实现和多个状态机的组合使用方法。二、实验设备与要求1、微机一台。2、FPGA实验箱。三、实验内容设计跑马灯电路，采用状态机实现。每个发光二极管亮1秒。stateml朮 115：匸2p剛匕日ie_dEW.叮LEQCrL四、实验步骤1、设计状态机并进行仿真。 设计方案：(1)首先构建最顶层结构体:diri| I输入：时钟和复位信号输出：LED的公共控制端口和LED控制端口分频后的时钟，每有一个时钟信号，状态机的状态准换一次，当RST有效时，状态从起始位置开始。代码：state.vhdlibrary ieee;use iee

2、e.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_ un sig ned.all;en tity state isp ort(RST,CLK:in std_logic;LEDCTL:out std_logic;OUTP UT:out std_logic_vector(6 dow nto 0); end;architecture top of state iscomponent div is p ort(clk:i n std_logic;divout:out std_logic;p ubliuout std_logic);end component;compone

3、nt status isp ort(reset,clk:i n std_logic;com_out pu t:out std_logic_vector(6 dow nto 0);end component;sig nal QA : std_logic;begi nu1 : div port map (clk=CLK,divout=QA, public=LEDCTL);u2 : status port map (clk=QA,reset=RST,com_out put=OUT PUT); end top;(2)分频模块：GLK-4999999反转分频框图系统时钟的上升沿开始计数，到4999999

4、后反转输出状态达到分频效果。div.vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_ un sig ned.all;en tity div isp ort(clk:i n std_logic; divout:out std_logic; p ubliuout std_logic);end;architecture div of div issignal cnt:std_logic_vector(23 downto 0); signal clk_temp:std_logic;constant m:integer:=49

5、99999; -5M div begin process(clk) variable s:std_logic;beginif clk eve nt and clk=1 then -上升沿if cnt=m thenclk_temp=not clk_temp; cnt0);elsecnt=cnt+1;clk_temp=clk_temp;end if;end if;divout=clk_temp;s:=1;public=s;end process; end;(3)状态转换部分top.vhd三个进程控制：state nextstate将state赋值相应的状态 将nextstate的状态输出1. 状态

6、控制进程：2. 状态转换进程：3. 状态输出进程：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity deng isport(rst_n,clk:in std_logic;dout:out std_logic_vector(7 downto 0);end deng;architecture behv of deng istype fsm_st is(idle,state1,state2,state3,state4,state5,state6,state7,state8);种状 态signal state,nextstate:fsm_st; begin

7、process(clk,rst_n)beginif(rst_n=0) thenstate=idle;elsif(clk event and clk=1) then state if (rst_n=0) then nextstate=idle; else nextstatenextstatenextstatenextstatenextstatenextstatenextstatenextstatenextstatenextstatedoutdoutdoutdoutdoutdoutdoutdoutdoutdout=00000000; end case;end if;end P rocess; en

8、d behv;状态转化示意图2、控制发光二极管循环点亮。配置芯片引脚：Node Name|1DirectionLocatlori1ACIK1 InputP1FJ_552IledctlOutputPTrj_H23OUTPUnOOutput円斗ouTPurfiOutputpirj_B5aOUTPUT2OutputPIFJ 96OUTPUTOutputPirjjo7CjUTPLIT斗OutputPITJJl30UTPUT5OutputPin 12Hl3OUTPUT&OutputPirj i3110RSTInputP IFJ_47编译后下载能看到LED灯“8字型循环闪烁。e五、思考与体会1、增加外部控制信号实现跑马灯的启动和停止。可以增加控制端口 CTL，当CTL为1”时，执行start功能，进程转换为 正常模式，current_statev=next_state当CTL为“0时，执行stop功能，进程转换 为停止模式，currets