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【Verilog学习日常】—牛客网刷题—Verilog快速入门—VL21

article 2024/11/15 13:55:17

根据状态转移表实现时序电路

描述

某同步时序电路转换表如下，请使用D触发器和必要的逻辑门实现此同步时序电路，用Verilog语言描述。

电路的接口如下图所示。

输入描述：

input A ,
input clk ,
input rst_n

输出描述：

output wire Y

解题思路：

①首先根据题干中的状态转换表，给出次态 $Q_1^{n+1},Q_0^{n+1}$ 和输出 $Y$ 的卡诺图，如下所示：

表达式为 $Q_1^{n+1}=Q_1^{n+1}\oplus Q_0^n \oplus A,Q_0^{n+1}=\overset{-}{Q_0^n}$ ，其中：

输出方程： $Y=Q_0^nQ_1^n$

由于题干中所使用的触发器为D触发器，根据D触发器的特征方程， $Q_1^{n+1} = D_1, Q_0^{n+1} = D_0$ ，得到其状态方程；

因此，激励方程为 $D_1=Q_1^{n+1}\oplus Q_0^n \oplus A,D_0=\overset{-}{Q_0^n}$ ;

代码：

下面给出两种代码：

①寄存器未单独例化

`timescale 1ns/1ns

module seq_circuit(
      input                A   ,
      input                clk ,
      input                rst_n,
 
      output   wire        Y   
);

reg Q0, Q1;
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
   if(!rst_n)
      Q0 <= 1'b0;
   else
      Q0 <= ~Q0 ;
end 

always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
   if(!rst_n)
      Q1 <= 1'b0;
   else
      Q1 <= Q1 ^ Q0 ^ A;
end

assign Y = Q1 & Q0;

endmodule

②将寄存器单独例化

`timescale 1ns/1ns

module seq_circuit(
      input                A   ,
      input                clk ,
      input                rst_n,
 
      output   wire        Y   
);

//代码二
wire q0, q1, d0, d1;
//激励方程
assign d0 = ~q0;
assign d1 = A ^ q0 ^ q1;
//状态方程
DFF D0 (.d(d0), .clk(clk), .rst_n(rst_n), .q(q0));
DFF D1 (.d(d1), .clk(clk), .rst_n(rst_n), .q(q1));
//输出方程
assign Y = q0 & q1;

endmodule

//带复位端的D触发器
module DFF(input        d, 
           input        clk, 
           input        rst_n,
           output   reg q);
    always @(posedge clk or negedge rst_n) begin

        if (!rst_n) q<= 1'b0;
        else q<= d; 

    end
endmodule

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