verilog使用Mealy電路實現交通燈

兌隱發表於2015-05-27

 Mealy電路實現十字路口交通燈


原始碼連結：http://download.csdn.net/detail/august717/8747577

使用Verilog語言完成十字路口交通燈的設計與實現。用2個手撥開關表示南北向和東西向通道的狀態，6個led燈從左到右依次顯示A路口紅燈，A路口黃燈，A路口綠燈，B路口紅燈，B路口黃燈，B路口綠燈，再用一個手撥開關實現復位（高電平有效）。

其中時鐘分頻為5秒，即每5秒檢測一次路口狀態，確定燈亮的下一狀態。


原理

Mealy Machine：

說明： led[5:0] :   A’red  A’yellow  A’green ;  B’red,  B’yellow,  B’ green

        t[1:0]:  TA, TB 

 

狀態節點

狀態

狀態編碼

狀態輸出 :

INI （啟動狀態）

0000

000_000

S1

0001

001_100

S2

0010

010_100

S3

0100

100_001

S4

1000

100_010

 

 

狀態轉化

TA TB

 

當前狀態

下一狀態 / 燈的輸出

 

00

01

10

11

S1

S2/010_100

S2/010_100

S1/001_100

S1/001_100

S2

S3/100_001

S3/100_001

S3/100_001

S3/100_001

S3

S4/100_010

S3/100_001

S4/100_010

S3/100_001

S4

S1/001_100

S1/001_100

S1/001_100

S1/001_100

INI

S1/001_100

S1/001_100

S1/001_100

S1/001_100

 

狀態轉化圖



總結Moore電路和Mealy電路

Moore電路的狀態結點就表示了輸出。而Mealy電路的狀態結點僅表示狀態，輸出在有向邊上，和輸入用斜槓區分，表示當前輸出依賴於有向邊的起點和並列的輸入值。

一般來說根據實際問題可以靈活選擇Moore或者Mealy狀態機，看哪一種更接近實際問題的描述。

Mealy狀態機在一些情況下會比等價的Moore狀態機節點數少一些，但是本次實驗交通燈並沒有少。針對其他一些問題：

1、畫出Moore狀態機後可以直接列出表格，也可以進一步轉化為Mealy狀態機，只要把Moore機中下一狀態的輸出改變成Mealy機中當前狀態的輸出，然後再進一步列表格簡化Mealy狀態機。

2、畫出Mealy狀態機後可以直接列出表格，進行化簡。也可以進一步轉化為Moore狀態機，只要把現時輸出改變為下一時刻輸出。當一個狀態有多（n）個輸出時，需要將該狀態拆分為多(n)個狀態。

e.g


                                                               Mealy型機轉換為Moore型機

如上圖所示，把Mealy型機轉換為Moore型機，只要把現時輸出改變為下一時刻輸出。對於狀態A，有4個箭頭指向它，表示在當前狀態下有4個狀態可以轉換為下一狀態的A；同時當前輸出均為0，可以把0移入狀態A內部，表示在Moore機中狀態A的輸出為0。同理，可以把0分別移位B/C狀態。但對於狀態D，有兩個箭頭指向且具有不同的輸出值，需要把狀態D分解成兩個狀態D1和D2（每個狀態對應一個輸出，當輸出不同需要利用不同的狀態表示，這即是Moore機具有更多狀態的原因），得到完整的Moore機狀態模型。

同理，若把上圖的Moore機轉換為Mealy機，只要把Moore機中下一狀態的輸出改變成Mealy機中當前狀態的輸出，由於D1/D2兩狀態處於A/C兩狀態之間，且相當於A/C節點之間的一個等效節點，可以把D1/D2兩狀態合併為一個狀態。

 

參考資料：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_78699cbf01016mvt.html

http://www.eefocus.com/alvin1130/blog/12-01/236722_9a984.html

http://wenku.baidu.com/link?url=KPstJgatFudWA0erLG52UYAZTJgLli9Y5LqZ_6UgF01pnAJd3xnIFfZKJLdwH_YL6R1JxhEhoj3SyWxKlqwM15PE50BgllTqUE1oWGckOzG

相關文章