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1、五邑大学实验报告实验课程名称序 列 检 测 器院系名称：信息学院专业名称：电子信息工程实验项目名称：EDA实验班级 ap07053 学号：ap0705307报告人：黃少昌实验五 序列检测器一、 实验目的：1、 掌握用Verilog HDL实现状态机的方法；2、 利用状态机设计一个序列检测器。二、 实验原理：序列检测器在数据通讯，雷达和遥测等领域中用与检测步识别标志。它是一种用来检测一组或多组序列信号的电路。例如检测器收到一组串行码1110010后，输出标志1，否则，输出0。考查这个例子，每收到一个符合要求的串行码就需要用一个状态进行记忆。串行码长度为7位，需要7个状态；另外，还需要增加一个“未
2、收到一个有效位”的状态，共8个状态；S0S7，状态标记符的下标表示有几个有效位被读出。画出状态转换图，如图5-1所示，很显然这是一个莫尔状态机。8个状态机根据编码原则可以用3位二进制数来表示。0111101110000S0/0S1/0S2/0S3/0S7/1S6/0S5/0S4/0001图 5-1 序列检测器状态变化图三、 设计任务及要求：1、 用状态机实现一序列检测器，即检测到串行码1110010后，检测器输出1，否则输出0；2、 设计输入采用Verilog HDL语言；3、 对设计进行仿真；4、 把设计下载到试验箱验证。四、 设计提示：1、 状态机是实验时序电路的有效工具，用状态机实现时序
3、检测器就是典型例子；2、 状态机的Verilog HDL 实现基本有固定模式，参见教程数字系统设计与Verilog HDL（第二版）第271272页。3、 状态机实现的要点是在每个状态下，当时钟有效沿到来时，判断输入值是什么，然后决定下一状态跳转到什么地方。五、 给出设计的源程序： module seq(in,out,state,clk,reset);input in,clk,reset; output out;output2:0state;reg2:0state;reg out;parameter s0=d0,s1=d1,s2=d2,s3=d3,s4=d4,s5=d5,s6=d6,s7=d7
4、;always (posedge clk)begin if(reset) begin state=s0;out=0;end else casex(state) s0:begin if(in=0) begin state=s0;out=0;end else begin state=s1;out=0;end end s1:begin if(in=0) begin state=s0;out=0;end else begin state=s2;out=0;end end s2:begin if(in=0) begin state=s0;out=0;end else begin state=s3;out
5、=0;end end s3:begin if(in=0) begin state=s4;out=0;end else begin state=s3;out=0;end end s4:begin if(in=0) begin state=s5;out=0;end else begin state=s1;out=0;end end s5:begin if(in=0) begin state=s0;out=0;end else begin state=s6;out=0;end end s6:begin if(in=0) begin state=s7;out=1;end else begin stat
6、e=s2;out=0;end end s7:begin if(in=0) begin state=s0;out=0;end else begin state=s1;out=0;end end default:state=s0;endcaseendendmodule六、 给出序列检测器的仿真波形图：七、 心得体会：此次实验，我觉得既锻炼了我们的设计，由简单的抽象理解到实际认知。特别的是使用M2软件的仿真使我对它们的功能有了形象的认识，而且还可以帮助我们检查出错误，为以后的工作需要奠定了一定的基础。在这次实验中，也要感谢同学的帮助，相互讨论中也使我学习了他们不同的思考方式，使我明白了团体合作是很重
7、要的。通过实验，我们真正体会到EDA带来的方便；通过仿真，我们能够很形象地了解到原理图的功能。体验到真实实验中的情境，增加了对电子实验和电子设计的信心。通过本设计，进一步加深了对Verilog HDL语言的理解及应用，理解了数码管的工作和译码的整个思路。用Verilog HDL语言来设计电路，思路更清晰，更简洁，实现起来更加的得心应手。这就是电子系统EDA最好的体现八、 思考题：1、 状态机处于S3状态时，若再输入一个“1”，为什么状态机仍停留在S3状态，而不是其他状态？ 答：因为连续四个1了，而检测要求的是三个1；所以检测还是当作连续三个1来算。2、 什么叫一点热码编码状态机？ 答：一位热码编码。采用这种编码方式，相对于格雷码来说虽然增加了触发器，但是节省了组合电路。提高了电路的速度和可靠性。例如5位的热码编码（5b00001,5b00010,5b00100,5b01000,5b10000;)。与格雷码一样都是一位进行变化，唯一不同的是，一位热码是不需要进行逻辑运算的。
