數(shù)字電路設(shè)計基礎(chǔ)-有限狀態(tài)機
老規(guī)矩凛捏，思維導(dǎo)圖先上：
## 有限狀態(tài)機的定義和類型
- 定義：有限狀態(tài)機（FSM）是一種抽象的計算模型，可以解決具備狀態(tài)轉(zhuǎn)移特性的計算問題弥雹。
- 類型：
? - Moore型：輸出只與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)夜畴；
? - Mealy型：輸出與當(dāng)前狀態(tài)和輸入信號有關(guān)介衔。
### Moore型有限狀態(tài)機
- Moore型有限狀態(tài)機是輸出只與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)的有限狀態(tài)機，可以用元組（S，I灼卢，O绍哎，f，g）表示鞋真，其中：
? - S：狀態(tài)集合崇堰；
? - I：輸入集合；
? - O：輸出集合涩咖；
? - f：狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)（確定性）海诲；
? - g：輸出函數(shù)。
### Mealy型有限狀態(tài)機
- Mealy型有限狀態(tài)機是輸出與當(dāng)前狀態(tài)和輸入信號有關(guān)的有限狀態(tài)機抠藕，可以用元組（S饿肺，I，O盾似，f敬辣，g）表示，其中：
? - S：狀態(tài)集合零院；
? - I：輸入集合溉跃；
? - O：輸出集合；
? - f：狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)（確定性）告抄；
? - g：輸出函數(shù)撰茎。
## 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的繪制方法
- 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是有限狀態(tài)機的一種圖示表示方式，通常用于描述狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系打洼。
- 繪制方法：
? 1. 確定狀態(tài)集合龄糊；
? 2. 確定輸入集合；
? 3. 確定輸出集合募疮；
? 4. 繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖炫惩。
### 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的要素
- 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的要素包括：
? - 狀態(tài)節(jié)點：表示有限狀態(tài)機的一個狀態(tài)；
? - 轉(zhuǎn)移條件：表示從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的條件阿浓；
? - 輸出結(jié)果：表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移后的輸出結(jié)果他嚷；
? - 輸入信號：表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移所需的輸入信號。
## 有限狀態(tài)機的實現(xiàn)方式
- 有限狀態(tài)機可以用邏輯電路芭毙、程序控制器和微程序控制器實現(xiàn)筋蓖。
### 邏輯電路實現(xiàn)
- 邏輯電路實現(xiàn)有限狀態(tài)機的主要方法是使用組合邏輯電路和時序邏輯電路相結(jié)合的方式，實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移和輸出功能退敦。
- 適用于簡單的有限狀態(tài)機粘咖。
### 程序控制器實現(xiàn)
- 程序控制器實現(xiàn)有限狀態(tài)機的主要方法是使用微處理器，編寫處理器指令來實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移和輸出控制侈百。
- 可以實現(xiàn)復(fù)雜的有限狀態(tài)機瓮下。
### 微程序控制器實現(xiàn)
- 微程序控制器實現(xiàn)有限狀態(tài)機的主要方法是使用微程序設(shè)計忠聚，將狀態(tài)轉(zhuǎn)移和輸出控制等操作存儲在微程序存儲器中，通過微指令控制有限狀態(tài)機的運行唱捣。
- 可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的有限狀態(tài)機两蟀，但需要較大的存儲器和較高的工藝水平。
## 總結(jié)
- 有限狀態(tài)機是一種抽象的計算模型震缭，主要分為Moore型和Mealy型兩種赂毯；
- 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是描述有限狀態(tài)機的一種圖示表示方式，通常用于描述狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系拣宰；
- 實現(xiàn)有限狀態(tài)機的方法包括邏輯電路党涕、程序控制器和微程序控制器，適用于不同的應(yīng)用場景巡社。
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