状态机简述 仪02班 唐毅 000677 范春石000701 常黎000682 田贺祥000698 陈豪000320 王晓路 000678

数字系统的划分

数字系统的划分 数据处理器：接受输入数据，输出输出信号，按照控制信号完成相关计算，并把当前的状态信息送给控制器。 控制器：根据外输入和数据处理器送来的状态信息，给数据处理器发出控制信号。 控制器相当于指挥官，数据处理器相当于士兵。士兵执行指挥官的命令（控制信号），并把当前的情况反应给指挥官。指挥官根据士兵反应的情况发出命令（控制信号）。大家分工明确。

数字系统的划分 数字系统实现一个计算任务，采取操作序列的形式。操作序列有两个重要特性： 1。操作按特定的时间顺序进行，即通过多步计算，一步一步的完成一个计算任务。 2。实现操作取决于某一判断，即根据数据处理器发出的状态变量决定下一个计算任务。

数字系统的划分 各种请求 上/下面有请求、已到达新楼层、本层该不该停等等 控制器 数据处理器 电梯停留、上升、下降、开门、楼层计数 等等 复位信号 上/下面有请求、已到达新楼层、本层该不该停等等 控制器 数据处理器 电梯停留、上升、下降、开门、楼层计数 等等 楼层数的8421码 各种灯的亮灭 如何来让控制器实现一系列的操作序列，我们采用了状态机的思路和编程方法。

功能要求 输入信号：dooro,delay,preclose 输出控制信号：move(门动不动）,direction（开，关）,counter（开门时间）,clear（是否计数状态） 门开始处于初始状态，关着门,默认开门后等待时间时间为4s 收到dooro信号，开始开门 在开始开门到门打开的过程中间，如果有delay输入，则开门后等待时间时间设为5s；如果有preclose，则提前关门；如没有上述输入，则当门打开后开始计时

功能要求 门开期间，如有delay,则计时清0，重计一个5秒。Delay次数不限。若有preclose ,则立即开始关门。若无上述输入，则待4秒（5秒）结束后，开始关门 从开始关门到门关好，如有如有delay,则开门，并按5秒计时。否则，等门关好后，进入初始状态 从开始开门直到门关好，状态都可以改变

难！ 原因：直接操控底层，造成分支复杂 如果把一组输出看成一个整体，则少得多 Dooro=0 Y 门动且去开 preclose Opened 门动作且去关 delay 门动作停 delay delay timeup4 开门时间<=5s 开门时间<=5s closed preclose 计时开始 开门计时5 opened 门动作停 Ready<=1 门动作关 计时开始<=0 门动作开 timeup5 preclose preclose delay 门动作去关 closed 门动且去关 门动作停 Ready<=1 门动作去关 计时清0 delay 难！ preclose delay 门动作开 timeup5 门动且去关 计时清0 门动去关 原因：直接操控底层，造成分支复杂 如果把一组输出看成一个整体，则少得多

preclose 把一组输出作为一个整体叫做一个状态 开门中 preclose opened delay timeup4 去延时 去开门 动作：动 方向：开 计时：停 preclose opened delay timeup4 去延时 动作：动 方向：开 计时：停 计时时间：5s 去开门 动作：动 方向：开 计时：停 preclose 关着门 动作：停 方向：关 计时：停 计时时间：4s delay 去关门 动作：动 方向：关 计时：停 closed delay opened delay 延时中 动作：停 方向：开 计时：计 timeup5 程序 状态机 dooropen

状态列表 close(关着门）move=0,direction=0,clear=1,count=4 toopen（去开门） move=1,direction=1,clear=0,count=% Open(开着门） move=0,direction=1,clear=0,count=% todelay(去延时） move=1,direction=1,clear=0,count=5 delaying(延时中） move=1,direction=1,clear=0,count=5 Toclose(去关门） move=1,direction=0,clear=1,count=%

状态机 状态机的优点 1每个时钟上沿都转换 状态，步调一致 状态准备器 输入 2避免了直接操控底 层输出，结构清晰 现态 Present State 现态 Next State 次态 框图 输出

状态准备 state_clocked:process(clk,reset) begin if(reset='1')then present_state<=s0; elsif(clk'event and clk='1')then present_state<=next_state; end if; end process state_clocked;

一段例程 Architecture state_machine of door is type statetype is (close,toopen,open,todelay,delaying,toclose); signal present_state,next_state:statetype;(这里 应该枚举所有的状态） Begin case present_state is when close=>move<=‘0’;（停）direction<=‘0’;（关） counter<=‘4s’; （计时设定） clear<=‘1’;（不计数） if(dooro=‘1’)then next_state<=toopen;（下个状态：去开门） else next_state<=close; when toopen=〉 move<=‘1’;（动）direction<=‘1’; （开） clear<=‘0’; （计数） if(opened=‘1’)then next_state<=open; （根据输入信号决定 else(if delay=‘1’)then next_state<=todelay;下个状态） else(if preclose=‘1’)then next_state<=toclose; else next_state<=toopen; …… …… 框图 End case;