序列检测器的设计

实验七

一、实验名称

序列检测器的设计

二、实验目的

用状态机实现序列检测器的设计，了解一般状态机的设计与应用。

三、实验原理

序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号，当序列检测器连续收到一组串行二进制码后，如果这组码与检测器中预先设置的码相同，则输出1，否则输出0.由于这种检测的关键在于正确的码的接受必须是连续的，这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列。直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预先设置的相同。在检测过程中，任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测。如下图所示，当一串待测的串行数据进入检测器后，若此数在每一位的连续检测中都与预设的密码数相同，则输出“A”，否则输出“B”。

状态装换：

•自动机初始状态为S0；

•当自动机接收到一个“1”时，自动机进入S1状态；

•如果在S1状态接收到“1”时，自动机进入到S2状态；

•如果在S2状态接收到“1”时，自动机进入到S3状态；

•如果在S3状态接收到“0”时，自动机进入到S4状态；

•如果在S4状态接收到“0”时，自动机进入到S5状态；

•如果在S5状态接收到“1”时，自动机进入到S6状态；

•如果在S6状态接收到“0”时，自动机进入到S7状态；

•如果自动机处于S7状态，则表示接收到了一个连续的串“1110010”，此时可以设置输出信号为1100（A）；

以S3状态为例，由于进入S3状态表示前一输入为“1”，因此如果在S3状态下输入“1”，则表示当前三个输入为“111”，考察待检测序列为“1110010”，就知道此时状态机应保持S3状态. 再如S4状态，由于进入S4状态前的输入序列为“1110”，因此如果在S4 状态下输入“1”，则表示当前输入序列为“11101”，考察待检测序列为“1110010”，可以发现实际输入了“1”，就知道此时状态机应转移到S1状态

四、实验程序

1、序列11100101左移检测

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY SCHK IS

PORT(DIN: IN STD_LOGIC; --串行输入数据位CLK,CLR:IN STD_LOGIC; --工作时钟、复位信号AB:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));--检测结果输出END SCHK;

ARCHITECTURE ART OF SCHK IS

SIGNAL Q :INTEGER RANGE 0 TO 8;

SIGNAL D:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --8位待测预知数BEGIN

D<="11100101";

PROCESS(CLK,CLR)

BEGIN

IF CLR='1'THEN Q<=0;

ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN

CASE Q IS

WHEN 0=> IF DIN=D(7)THEN Q<=1;ELSE Q<=0;END IF; WHEN 1=> IF DIN=D(6)THEN Q<=2;ELSE Q<=0;END IF; WHEN 2=> IF DIN=D(5)THEN Q<=3;ELSE Q<=0;END IF; WHEN 3=> IF DIN=D(4)THEN Q<=4;ELSE Q<=0;END IF; WHEN 4=> IF DIN=D(3)THEN Q<=5;ELSE Q<=0;END IF; WHEN 5=> IF DIN=D(2)THEN Q<=6;ELSE Q<=0;END IF; WHEN 6=> IF DIN=D(1)THEN Q<=7;ELSE Q<=0;END IF; WHEN 7=> IF DIN=D(0)THEN Q<=8;ELSE Q<=0;END IF; WHEN OTHERS=>Q<=0;

END CASE;

END IF;

END PROCESS;

PROCESS(Q) --检测结果判断输出BEGIN

IF Q=8 THEN AB<="1010"; --序列数检测正确，输出“A”ELSE AB<="1011"; --序列数检测错误，输出“B”END IF;

END PROCESS;

END ART;

2、序列11100101右移检测

将以上程序中case语句替换为

CASE Q IS

WHEN 0=> IF DIN=D(0)THEN Q<=1;ELSE Q<=0;END IF;

WHEN 1=> IF DIN=D(1)THEN Q<=2;ELSE Q<=0;END IF;

WHEN 2=> IF DIN=D(2)THEN Q<=3;ELSE Q<=0;END IF;

WHEN 3=> IF DIN=D(3)THEN Q<=4;ELSE Q<=0;END IF;

WHEN 4=> IF DIN=D(4)THEN Q<=5;ELSE Q<=0;END IF;

WHEN 5=> IF DIN=D(5)THEN Q<=6;ELSE Q<=0;END IF;

WHEN 6=> IF DIN=D(6)THEN Q<=7;ELSE Q<=0;END IF;

WHEN 7=> IF DIN=D(7)THEN Q<=8;ELSE Q<=0;END IF;

WHEN OTHERS=>Q<=0;

END CASE;

3、序列11001100左移检测

只需将程序1中待测预知数设置为D<="11001100";

五、仿真结果

1、序列11100101左移检测