有限状态机设计实例之空调控制器（Verilog HDL语言描述）（仿真与综合）（附用Edraw（亿图）画状态转移图）
目录
前言
关于工具的使用，这两天我比较重视，因为我想找到一些替代手工的工具来帮助画图，昨天无意间发现了画时序图的工具（WaveDrom），觉得十分的好用，因此写了一篇博文，专门的介绍，用了两个案例介绍了如何使用。见博文：对如何使用WaveDrom画波形图的研究（案例分解分析）。
今天想专门清理下有限状态机的相关知识，这其中就需要画状态转移图，于是又寻思寻找一个画状态转移图的工具，我知道的有Visio，可是我不想用这个软件，找了好几个，最终选择了Edraw（亿图），还挺方便，简单实用。
于是就用这个案例，一个简单的空调控制器来认识一下有限状态机，工作原理直接由状态转移图给出，状态转移图直接由Edraw来画出 。这个空调控制器由Verilog HDL来描述，通过Modelsim进行功能仿真，然后用ISE来综合出RTL Schematic以及Technology Schematic。
用亿图画状态转移图
首先直接给出成品：
感觉还算美观哈。
软件的界面还算美观，直观：
画状态转移图时，选择流程图中的数据流程图，然后点击创建即可，里面的东西一用就会。
空调控制器
简介
下面用Verilog HDL语言描述一个简单的空调控制系统。整个系统由时钟控制，是一个带有异步复位的上升沿触发系统，该控制系统控制空调的三个状态，分别为：well_situated（10）、too_high（00）、too_low（01）。
当空调处于某种状态时，通过输入不同的high和low值控制空调的状态转移，在每种状态下对应不同的输出cold和heat值。
状态转移图如下：
Verilog HDL语言描述
-
//a simple aircondition control system descripted by Verilog HDL
-
module aircondition(clk,rst,high,low,heat,cold);
-
-
input clk,rst,high,low;
-
output heat,cold;
-
reg heat,cold;
-
-
reg [1:0] pr_state,next_state;
-
-
parameter too_high = 2'b00;
-
parameter too_low = 2'b01;
-
parameter well_situated = 2'b10;
-
-
always@ (posedge clk or posedge rst)
-
begin
-
if(rst)
-
pr_state <= well_situated;
-
else
-
pr_state <= next_state;
-
-
end
-
-
always@ (pr_state or high or low) //空调的下一个状态取决于当且状态以及high或low的取值
-
begin
-
next_state = 2'bxx;
-
cold = 1'b0; heat = 1'b0;
-
case(pr_state) //空调的下一个状态取决于当且状态以及high或low的取值
-
well_situated: //如果当且状态为well_situated
-
begin
-
cold = 1'b0; heat = 1'b0;
-
if(high == 1'b1)
-
begin
-
next_state = too_high;
-
cold = 1'b1;
-
heat = 1'b0;
-
end
-
if(low == 1'b1)
-
begin
-
next_state = too_low;
-
cold = 1'b0;
-
heat =1'b1;
-
end
-
end
-
-
too_high: //如果当且状态为too_high
-
begin
-
cold = 1'b1;
-
heat = 1'b0;
-
if(high == 1'b1)
-
begin
-
next_state = too_high;
-
cold = 1'b1;
-
heat = 1'b0;
-
end
-
else
-
begin
-
next_state = well_situated;
-
cold = 1'b0;
-
heat = 1'b0;
-
end
-
end
-
-
too_low: //如果当前状态为too_low
-
begin
-
cold = 1'b0;
-
heat = 1'b1;
-
if(low == 1'b1)
-
begin
-
next_state = too_low;
-
cold = 1'b0;
-
heat = 1'b1;
-
end
-
else
-
begin
-
next_state = well_situated;
-
cold = 1'b0;
-
heat = 1'b0;
-
end
-
-
end
-
-
default:
-
next_state = well_situated;
-
-
-
endcase
-
end
-
-
endmodule
测试文件
-
// 测试文件
-
`timescale 1ns/1ps
-
module aircondition_tb;
-
-
reg clk, rst;
-
reg [1:0] pr_state, next_state;
-
reg high,low;
-
wire cold,heat;
-
-
//时钟
-
always
-
begin
-
#10 clk = ~clk;
-
end
-
-
initial
-
begin
-
clk = 1'b0;
-
rst = 1'b1; //复位信号有效，系统复位，当前状态为well_situated90(00)，heat=0,cold=0
-
#50 high = 1'b1; low = 1'b0; //此时处于复位状态，但high = 1， low = 0；
-
#10 rst = 1'b0; //复位信号无效
-
#50 high = 1'b0; low = 1'b0;
-
#200 high = 1'b1; low = 1'b0;
-
#200 high = 1'b0; low = 1'b1;
-
#200 high = 1'b0; low = 1'b1;
-
-
end
-
-
aircondition u1(.clk(clk), .rst(rst), .high(high), .low(low), .heat(heat), .cold(cold));
-
-
endmodule
仿真图
认真分析下这个仿真波形图，会发现符合状态转移结果，设计成功。
ISE综合
RTL Schematic
展开后
Technology Schematic
情绪有点不好，就这样吧，心里有点难受。
文章来源: reborn.blog.csdn.net，作者：李锐博恩，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：reborn.blog.csdn.net/article/details/81390952
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