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实验一序列检测器的设计
组长：尚学号：5100309219组员：学号：5100309218
一、实验目的
1.学习7段数码显示管的使用；
2.掌握用VHDL实现状态机的方法；
3.利用状态机设计一个序列检测器。
二、实验内容
利用状态机设计一个序列检测器用以检测“1101”。用btn[1]和btn[0]作为输入分别代表
1和0，输入的当前数字显示在数码管最后一位，每当新输入一个数字，之前输入的数字左
移一位，依次显示出输入的四位数字，无输入时数码管不显示任何数字。clk时钟分频
至200Hz后才作为检测时钟，每当检测到序列中有“1101”出现时，led[0]点亮，即数码显
示管上显示“1101”时led[0]点亮；当按下btn[2]时恢复初始状态。
三、解决方案
程序分为4个模块，包括分频器模块、七段数码管显示模块、按键防抖模块以及状态实
现模块。
1、分频器模块
定义一个整数count作为计数器计数，当计数器计数到125000时，输出电平翻转，由
输入时钟为50MHz，故有输出的时钟为50M/(2*125000)=200Hz。
2、七段数码管显示模块
七段数码管显示采用循环扫描的方式实现，由于4个数码显示区域为共阳极，故当某一
数码管为低电平时该区域将被点亮。因此采用上述分频器产生的200Hz作为扫描频率开始扫
描。而在每个区域的七段数码管内，低电平将被点亮熄灭，故如需显示0时，seg数
组为“1000000“，如需显示1时seg数组为“1111001”。其他值至于，不显示。
3、按键防抖模块
按键防抖模块同样的采用上述分频器产生的200Hz的频率进行扫描。而防抖的关键是利
用输入信号与它的延时信号相与的方式产生一个。假设输入信号为inp，第一次延时
后信号为delay1，第二次延时后信号为delay2，则输出outp可表示为：
outp=inpdelay1~delay2
由于有两个按键，故按键防抖模块输出端口定义为两个，一个是按键触发时钟，即检测
到有按键就产生一个时钟；还有一个是按键选择输出，用于判断是哪一个按键被按下。这里
需要注意的是，判断是哪个按键被按下时应该选择是在按键触发时钟的下跳沿检测。因为上
跳沿检测时，由于实际电路的反应速度较慢，按键选择输出端可能无法马上进行电平的转换。因此
有可能是读到上一个按键的值。因此应选择按键触发时钟的下跳沿检测按键的选择。
4、状态机实现模块
状态机转换图：
INPUT=0
state1
INPUT=0INPUT=1
INPUT=1
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