Verilog状态机

Verilog是一种广泛用于硬件描述语言（HDL）的设计工具，它特别适合于描述数字系统的逻辑结构，包括状态机。在Verilog中，状态机（State Machine）通常是由一组状态、输入信号、输出信号以及状态转换规则组成的系统。状态机模型描述了一个事件驱动的行为，每个状态对应一种条件，并基于输入信号的变化从一个状态转移到另一个。

以下是构建Verilog状态机的基本要素：
1. **状态变量**：标识当前状态，它们通常用`reg`数据类型声明。
2. **输入信号**：外部触发的状态转移，例如按钮输入或定时器计数等。
3. **组合逻辑**：计算输出信号的表达式，可以包含常量、信号值等。
4. **状态转移表**（有时也叫状态机图或状态流程图）：明确表示了状态之间的转移依据输入信号的逻辑关系。
5. **always块**：用于指定状态转移条件和输出更新的代码块。

在Verilog中，你可以用`case`语句或`if-else`结构来实现状态的判断和转移。例如：

module state_machine (
    input wire clk, input button,
    output reg [7:0] current_state, output reg [7:0] output_data
);
...
state next_state begin
    if (button == '1') begin
        current_state <= STATE_A;
        // ... 更新输出数据和其他内部状态
    end else if (clk脉冲上升沿) begin
        case(current_state)
            STATE_A: if (some_condition) current_state <= STATE_B;
                // ... 其他状态转移
            ...
        endcase
    end
end
...