Verilog实现Moore型与Mealy型序列检测器设计

"实验5-状态机设计1" 在本次实验中，主要目的是学习和实践如何设计Moore型和Mealy型状态机，以及用Verilog语言实现它们。实验的具体内容是设计两种类型的状态机来检测8位二进制数中是否存在特定子序列“01011”。这个任务对于理解和掌握状态机设计方法及其应用具有重要意义。 1.1 实验目的 实验的三个主要目标包括： - 掌握状态转换图作为描述状态机的方法。 - 学会Moore型和Mealy型状态机的设计，并理解两者之间的差异。 - 熟练使用Verilog硬件描述语言来实现状态机。 1.2 实验内容 设计的Moore型和Mealy型状态机需要具备以下功能： - 检测8位二进制输入中是否有“01011”的子序列。 - 提供状态转换图，并对每个状态进行编码。 - 在复位时，状态机应返回初始状态，同时detect_o输出低电平。 - set_i信号有效时启动序列检测，无效时停止。 - 当检测到“01011”序列时，detect_o输出高电平，直到set_i再次有效。 - 根据指定的接口信号连接部件。 1.3 实验原理 状态机是时序逻辑电路的一种，常用于序列检测等应用。它根据控制信号按预定状态转移，广泛应用于CPU和其他控制电路的控制逻辑设计。状态机主要分为两类： - Moore型状态机：其输出仅取决于当前状态，不依赖于输入。 - Mealy型状态机：输出既与当前状态有关，也与当前输入有关。 在实验中，同学们需要对设计好的状态机进行下板验证，使用特定的输入序列进行测试，并通过波形观察输入输出信号及状态变化，以确保设计的正确性。 总结来说，这个实验旨在通过实际操作，使学生深入理解状态机的工作原理和设计方法，提高他们在数字系统设计中的能力。通过完成Moore型和Mealy型状态机的设计，学生将更好地掌握状态机在序列检测等实际问题中的应用，同时增强他们的Verilog编程技能。