原创 【博客大赛】【原创】状态机输入与输出相关带来的时序问题[后篇]

如果用单片机来写这个程序，我们会这么写，先输出col，再检测row行值。同样上面的Verilog代码目的也是要实现这个时序，但恰恰是检测 row在输出col之前。所以对这个代码进行修改的话就是让它满足，先输出col，再检测row的时序。我们可以通过插入额外的状态来实现，修改后的代码 如下：

/*************************************************/  

       parameter NO_KEY_PRESSED=4'b0000;//没有键按下

       parameter SET_COL0      =4'b0001;

       parameter SCAN_COL0     =4'b0010;//扫描第 0 列

       parameter SET_COL1      =4'b0011;

       parameter SCAN_COL1     =4'b0100;//扫描第 1 列

       parameter SET_COL2      =4'b0101;

       parameter SCAN_COL2     =4'b0110;//扫描第 2 列

       parameter SET_COL3      =4'b0111;

       parameter SCAN_COL3     =4'b1000;//扫描第 3 列

       parameter SET_ALL       =4'b1001;

       parameter KEY_PRESSED   =4'b1010;//有键按下

/*************************************************/

       reg [5:0]current_state,next_state;  //现态和次态

/*************************************************/

       always @(posedge key_clk or negedge rst_n)

              if(!rst_n)

                     current_state<=SET_ALL;

              else

                     current_state<=next_state;

/*************************************************/          

       always @ (current_state)     //根据条件转移状态

              case (current_state)

                     SET_ALL :

                                   next_state=NO_KEY_PRESSED;

                     NO_KEY_PRESSED:      //没有键按下                        

                            if(row!=4'hf)

                                   next_state=SET_COL0;    

                            else

                                   next_state=SET_ALL;

                     SET_COL0:

                           next_state=SCAN_COL0;

                     SCAN_COL0:           //扫描第 0 列

                            if(row!=4'hF)

                                   next_state=KEY_PRESSED;

                            else

                                   next_state=SET_COL1;      

                     SET_COL1:

                           next_state=SCAN_COL1;            

                     SCAN_COL1:          //扫描第 1 列

                            if(row!=4'hF)

                                   next_state=KEY_PRESSED;

                            else

                                   next_state=SET_COL2;

                     SET_COL2:

                           next_state=SCAN_COL2;            

                     SCAN_COL2:         //扫描第 2 列

                            if(row!=4'hF)

                                   next_state=KEY_PRESSED;

                            else

                                   next_state=SET_COL3;      

                     SET_COL3:

                           next_state=SCAN_COL3;            

                     SCAN_COL3:        //扫描第 3 列

                            if(row!=4'hF)

                                   next_state=KEY_PRESSED;

                            else

                                   next_state=NO_KEY_PRESSED;      

                     KEY_PRESSED:      //有按键按下

                            if(row!=4'hf)

                                   next_state=KEY_PRESSED;

                            else

                                   next_state=SET_ALL;                 

              endcase

/*************************************************/

              reg key_pressed_flag; //按键按下标志

              reg [3:0]col_val;      //列值

              reg [3:0]row_val;     //行值

/*************************************************/

              //根据次态，给相应的寄存器赋值

/*************************************************/

              always @(posedge key_clk or negedge rst_n)

                     if(!rst_n)       //复位

                            begin

                            col<=4'h0;

                            key_pressed_flag<=0;

                            end

                     else begin

                            case (next_state)

                                   SET_ALL : col<=4'b0000 ;                       

                                   NO_KEY_PRESSED:

                                          begin

                                          key_pressed_flag<=0;

                                          end

                                   SET_COL0 : col<=4'b1110 ;                                     

                                   SCAN_COL0: ;      //扫描第 0 列         

                                   SET_COL1 : col<=4'b1101;

                                   SCAN_COL1: ;      //扫描第 1 列

                                   SET_COL2 : col<=4'b1011;

                                   SCAN_COL2: ;            //扫描第 2 列

                                   SET_COL3 : col<=4'b0111;

                                   SCAN_COL3: ;       //扫描第 3 列

                                   KEY_PRESSED:     //有按键按下

                                          begin

                                          col_val<=col; // 锁存列值

                                          row_val<=row; // 锁存行值

                                          key_pressed_flag<=1;         // 置键盘按下标    

                                          end

                                   end 

                            endcase

话说终于可以松口气了…喝口雪碧…

等等!好像有什么不对，为什么以前写状态机没遇到过这种情况呢？

我左想友想上想下想，跟以前的状态机一比较，还真发现问题了。

比如说典型的售货机，投进去多少钱（当然要是它能认的，不认的它可不收），币值是多少，顺序咋样，谁说了算？当然是我们说了算，售货机只管钱够不够，够了就吐东西，不够继续等待投币。也就是说输出跟输入没有半毛关系。

再看这个按键检测，输入的数据，不仅受按键是否按下、哪个键按下有关，还跟此时Col的输出有关，而输出又要受状态控制，这就是症结所在了。

哎 ，算是彻底的解脱了，但以后碰到这种输入与输出相关的状态机，还得多加注意时序啊！