实验5 序列检测器

数字系统设计与PLD应用
实验报告
实验名称：实验5序列检测器
学院：大数据与信息工程学院
专业：电子信息工程
姓名：李晓雪
学号：1108040198
年级：大四
任课教师：尉学军
2014 年 12 月 7 日
实验5 序列检测器
一．实验目的
（1）了解用状态机的方法设计序列检测器
（2）实验一个11010串行序列检测器，用VHDL语言描述该电路
二、实验原理
序列检测器的示意图如图一所示
11010序列检测器的状态转换图如图二所示
三、实验内容
（1）用VHDL语言编写11010序列检测器源程序。

给出正确仿真波形图。

（2）用VHDL分别设计一个包含（11010）和不包含的序列发生器。

（3）将上述两个序列发生器分别和序列检测器结合成一个文件（级联），并编译、模拟获得正确的仿真波形。

四、实验结果
1、序列检测器（检测11010）
根据状态转换通过VHDL语言实现序列检测器：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY jc11010 IS
PORT(DIN,CLK,RST:IN STD_LOGIC;
SOUT:OUT STD_LOGIC);
END jc11010 ;
ARCHITECTURE BEHA V OF jc11010 IS
TYPE STATES IS (S0,S1,S2,S3,S4);
SIGNAL ST,NST:STA TES:=S0;
BEGIN
COM:PROCESS(ST,DIN) BEGIN
CASE ST IS
WHEN S0=>IF DIN='1'THEN NST<=S1;ELSE NST<=S0;END IF; WHEN S1=>IF DIN='1'THEN NST<=S2;ELSE NST<=S0;END IF; WHEN S2=>IF DIN='1' THEN NST<=S2;ELSE NST<=S3;END IF; WHEN S3=>IF DIN='1' THEN NST<=S4;ELSE NST<=S0;END IF; WHEN S4=>IF DIN='1' THEN NST<=S2;ELSE NST<=S0;END IF; WHEN OTHERS=>NST<=S0;
END CASE;
END PROCESS;
REG:PROCESS (CLK,RST)
BEGIN
IF RST='1' THEN ST<=S0;
ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN ST<=NST;
END IF;
END PROCESS REG;
SOUT<='1' WHEN ST=S4 ELSE '0';
END BEHA V;
波形仿真结果：
2.采用状态机方法设计序列发生器
11010序列产生器的VHDL语言：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY csq11010 IS
PORT(CLK:IN STD_LOGIC;
Z :OUT STD_LOGIC);
END csq11010 ;
ARCHITECTURE RTL OF csq11010 IS
TYPE STATE_TYPE IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5);
SIGNAL CURRENT_STATE,NEXT_STATE:STATE_TYPE; BEGIN
SYNCH: PROCESS
BEGIN
WAIT UNTIL CLK'EVENT AND CLK='1'; CURRENT_STATE<=NEXT_STATE;
END PROCESS;
STATE_TRANS:PROCESS(CURRENT_STATE)
BEGIN
CASE CURRENT_STATE IS
WHEN S0=>
NEXT_STATE<=S1;
Z<='1';
WHEN S1=>
NEXT_STATE<=S2;
Z<='1';
WHEN S2=>
NEXT_STATE<=S3;
Z<='0';
WHEN S3=>
NEXT_STATE<=S4;
Z<='1';
WHEN S4=>
NEXT_STATE<=S5;
Z<='0';
WHEN S5=>
NEXT_STATE<=S0;
Z<='1';
END CASE;
END PROCESS;
END RTL;
仿真波形结果：（产生的11010序列串）
3、随机序列产生器（产生序列1100101）
VHDL语言：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY SY4 IS
PORT(CLK:IN STD_LOGIC;
Z :OUT STD_LOGIC);
END SY4 ;
ARCHITECTURE RTL OF SY4 IS
TYPE STATE_TYPE IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6);
SIGNAL CURRENT_STATE,NEXT_STA TE:STA TE_TYPE; BEGIN
SYNCH: PROCESS
BEGIN
WAIT UNTIL CLK'EVENT AND CLK='1';
CURRENT_STATE<=NEXT_STA TE;
END PROCESS;
STA TE_TRANS:PROCESS(CURRENT_STATE)
BEGIN
CASE CURRENT_STATE IS
WHEN S0=>
NEXT_STATE<=S1;
Z<='1';
WHEN S1=>
NEXT_STATE<=S2;
Z<='1';
WHEN S2=>
NEXT_STATE<=S3;
Z<='0';
WHEN S3=>
NEXT_STATE<=S4;
Z<='0';
WHEN S4=>
NEXT_STATE<=S5;
Z<='1';
WHEN S5=>
NEXT_STATE<=S6;
Z<='0';
WHEN S6=>
NEXT_STATE<=S0;
Z<='1';
END CASE;
END PROCESS;
END RTL;
波形仿真结果：
3、11010序列产生器与11010序列检测器级联后的电路图：
波形仿真结果：
4、不包含11010的任意序列产生器与11010序列检测器级联后的电路图：
波形仿真结果：。