数字逻辑实验——有限状态机应用

一 实验目的

1. 掌握有限状态机的思想
2. 掌握有限状态机的数字电路实现方法
3. 利用有限状态机解决实际应用问题

二 实验环境

本实验采用Logisim电路仿真平台。

三 实验记录

1. 从键盘的输出中检测特定字符串

原理图

1. 系统的输入变量

输出“J，M，U”和“其他无关变量”，将‘J’编码为01、‘M’编码为10、‘U’编码为11、其它字符编码为00。

共四个变量。

1. 系统的状态个数

其它字符编码“00”代表状态“S0”, 字符‘J’编码“01”代表状态“S1”，字符‘M’编码“10”代表状态“S2”，字符‘U’编码“11”代表状态“S3”。一共四个状态。

1. 画出状态图

1. 画出状态转换表和输出表

1. 逻辑表达式的推导并实现系统；
2. s1_next=s0 tb + s0 ta + s1 ta tb + s1 s0

s0_next=!s1! s0 !ta tb + s1 ta tb

输入JMU

打印出

2、有限状态机方法实现一个应用与附加题

a) 弹球游戏机

原理图如下：

实现过程：

 

表 1 弹弹球inside

表 2状态机

表 3碰撞分析机

表 4挡板

表 5碰撞分析机（挡板篇）

表 6碰撞/落地检测器

表 7计分器

表 8失败结算器

表 9失败状态机

1. 应用场景

弹弹球游戏机：玩家通过转动摇杆来控制挡板的移动从而接住并反弹小球，每反弹成功一次计分一次，若玩家未接住将结束游戏并显示“输”。

1. 状态图

1. 状态表

（4）布尔表达式

  m=下墙 + m0 !上墙;

  n =左墙 + n0 !右墙;

3、总结

各部分实验正常运行达到预期目标，实验圆满完成！