Задать вопрос
@imwode
математика

Синтез конечного и структурного автомата

Может быть есть те, кто знает или в настоящее время изучает дискретную математику и поможет?

Я пытаюсь сделать достаточно простую вещь — синтезировать автомат обработчика нажатия кнопки. Надо понять:
1. Была ли нажата ли кнопка
2. Если да, то было ли это короткое нажатие
3. Или длинное

Второй день читаю пособия и статьи (например эту), и все никак не могу ухватить основной смысл.

Вводные: у нас есть кнопка. Она может быть нажата и не нажата. При нажатии кнопки запускается дебаунс-таймер и отмеряет интервал короткого нажатия кнопки. Если во время работы этого таймера кнопку отпустили, возвращаемя в исходное положение. Если таймер отработал и кнопка все еще нажата, запускается таймер измерения интервала длинного нажатия. Если во время работы этого таймера кнопка отпущена, фиксируем короткое нажатие и уходим в исходное состояние. И т.д.

Я сделал такую карту переходов и выходов.

Последующее курение пособий показало, что я, похоже, неправильно понял суть входов. Т.е. вход должен быть один — x1(кнопка). Вход может быть в состоянии 0 или 1.

Дальше непонятно чем же все-таки являются таймеры — это входы или состояния? Или это вообще счетчики, инкрементирующиеся по второму входному сигналу — такту? Еще периодически встречается термин «функции возмущения», но с ними вообще ничего непонятно.

А на следующем этапе мне еще нужно будет преобразовать это в структурный автомат и синтезировать логическую схему. Мааамаааа. Помогите, пожалуйста. Хотя бы с правильным синтеза автомата Мили
  • Вопрос задан
  • 5106 просмотров
Комментировать
Подписаться 5 Оценить Комментировать
Решения вопроса 1
@nerudo
Что входы, а что состояния в данном случае- вопрос исключительно терминологический. Проблема в том, что в рамки классического описания/синтеза КА счетчики не вписываются. Поэтому в академическом стиле их описывают отдельно, т.е. КА имеет выход для управления этим счетчиком и вход, являющийся значением счетчика. Поэтому если вам необходимо синтезировать КА «на бумажке», то лучше поступить именно так.
Другое дело, если вы описываете ваш автомат «на практике» на каком-нибудь языке программирования или описания аппаратуры. Здесь плодить лишние сущности смысла никакого нет и счетчик с его сигналом управления интегрируется непосредственно в описание КА.
Я бы рекомендовал вам перерисовать ваш автомат в виде графа, а не таблицы — станет намсного нагляднее. Ну а для начала потренироваться на более простой версии — просто детектирования нажатия с дебаунсом.
Ответ написан
4 комментария
4 комментария
Пригласить эксперта
Ответы на вопрос 2
EvilMan
@EvilMan
Пусть состояние кнопки считывается через определённые промежутки времени, достаточно короткие, но не очень. Состояние кнопки: 0 — кнопка не нажата, 1 — кнопка нажата.
состояние автомата/состояние кнопки 0 1
0 0 1
1 0 2
2 0 3
3 0 3

Состояние автомата 1 — короткое нажатие кнопки, а состояние автомата 2 — длинное нажатие кнопки.
Ответ написан
3 комментария
3 комментария
@parilov
Решение на verilog. FSM Миля. Нажатие кнопки до 6 тактов — короткое. Больше — длинное.
Сделал проверку, что нажатие более 10 тактов сразу считаем длительным.
Не сделал — возврат КА и выходов в исходное состояние, защиты от дребезга в сигнале кнопки,
менее громоздкое вычисление assign short и assign long без сравнений всего count.

FSM Mealy
`timescale 1ns / 1ps
module fsm_mili(
    input clk, input button, input reset,
    output short,//=1 if in fsm recd short (1..5 tick) button press
    output long//=1 if in fsm recd long (6..10 tick) button press
    );

parameter st_start = 2'b00;
parameter st_press_on = 2'b01;
parameter st_finish = 2'b11;

reg [1:0] state = st_start;
reg [3:0] count = 4'h0;

// inc count if posedge clk and button press
// reset count if end cycle
always@(posedge clk)
	if (state == st_press_on) count = count + 1;
	else if (state == st_start) count = 4'h0;

always@(posedge clk)
	if (reset) begin state <= st_start;
	end
	else
		case (state)
			st_start : begin
// wait button press
				if (button == 1'b1) state <= st_press_on;
				else state <= st_start;
			end
// wait button press_off OR (count clk when button press) = 10
			st_press_on : begin
				if (button == 1'b0 || count == 4'hA) state <= st_finish;
				else state <= st_press_on;
			end
// comment condition for go fsm to start state
// now fsm in one cycle, else fsm must be infinite  
			st_finish : begin
				//state <= st_start;
			end
			default : begin
				state <= st_start;
			end   
		endcase

assign short = (state == st_finish) & (count < 4'h6);
assign long = (state == st_finish) & (count >= 4'h6);
endmodule
Ответ написан
3 комментария
3 комментария
Ваш ответ на вопрос

Войдите, чтобы написать ответ

Войти через центр авторизации
Похожие вопросы
Вакансии с Хабр Карьеры
Преподаватель по олимпиадному программированию
CODDY • Москва
от 20 000 до 40 000 ₽
Программист-разработчик систем САУ
Альбатрос • Москва
До 200 000 ₽
Программист С++
KeenTools • Ереван
от 150 000 ₽
Ещё вакансии
Заказы с Хабр Фриланса
Разработать видеочатбота с ответами на вопросы абитуриентов
23 апр. 2024, в 17:07
6500 руб./за проект
Разработать прототип для бч Solana
22 апр. 2024, в 16:15
18000 руб./за проект
Wagtail(Django)
23 апр. 2024, в 16:55
10000 руб./за проект
Ещё заказы