火车状态机设计：逆时针行驶状态

"状态机的状态描述-火车状态机" 这篇文档描述了一个基于FPGA实现的火车状态机设计，主要用于控制两辆火车在特定轨道上的安全行驶。状态机是一种用于响应事件并按照预定顺序执行操作的逻辑结构，它由一系列状态和转移条件组成。 设计的核心目标是确保两辆火车不会发生碰撞。火车A在外车道行驶，B在内车道行驶，两者都是逆时针方向移动。为了实现这一目标，设计中涉及了几个关键变量： 1. **火车行驶方向**：使用DA和DB这两个二进制变量来表示火车A和B的行驶方向。例如，DA=01表示A车逆时针行驶，DB=01则表示B车同样逆时针行驶。DA和DB的其他组合分别表示停止、顺时针行驶或非法状态。 2. **轨道中的开关方向**：定义了SW1、SW2和SW3三个开关变量，它们的值为1或0，用来指示轨道的连接状态，以控制火车的行驶路径。例如，SW=1表示外通道与内通道相连，可能导致火车变道。 3. **火车传感器的输入信号**：使用Sensor1到Sensor5（简写为s1-s5）来检测火车的位置。当传感器处于高电平，意味着火车已到达该传感器位置；低电平时，表示火车未到达或已离开。 状态机在"AOUT"状态中，说明了A和B火车正在各自轨道上逆时针行驶且不共用车道。在这个状态下，switch1和switch2的值均为0，同时dirA和dirB被设置为二进制值01，这表明两车都在逆时针方向行驶。 状态机的设计还包括了多个状态之间的转移，这些转移依据火车的位置信息（传感器信号）、轨道开关状态以及火车自身的行驶方向来决定。例如，当火车接近某个开关点时，状态机可能需要根据当前轨道配置和火车行驶方向来决定是否改变火车的行驶路径，以避免碰撞。 状态机的设计通常会用到硬件描述语言（如Verilog或VHDL）编写，然后在FPGA上实现。这种实现方式可以高效地并行处理状态转换，保证系统的实时性和可靠性。通过这种方式，状态机能够实时监控火车的位置和轨道状况，灵活调整其行为，从而确保火车安全行驶。