状态机verilog例程

上图所示的状态转移图表示了一个4状态的有限状态机，同步始终为clk，输入信号是A和Reset，输出信号是K2和K1，状态转移在同步始终clk的上升沿发生，由Reset和A的状态决定状态的转移。
verilog实现设计代码如下：

module at7(Clock,Reset,A,K2,K1);
	input Clock,Reset,A;
	output K2,K1;
	reg K2,K1;
	reg[1:0] state,nextstate;

//定义状态机的四个状态
parameter
	Idle = 2'b00,
	Start = 2'b01,
	Stop = 2'b10,
	Clear = 2'b11;
	
//同步时钟下的状态转移设置
always @(posedge Clock)
	if(!Reset) state <= Idle;
	else state <= nextstate;

//产生下一个状态的组合逻辑
always @(state or A)
	case(state)
	Idle:	if(A) nextstate = Start;
			else nextstate = Idle;
	Start:	if(!A) nextstate = Stop;
			else nextstate = Start;
	Stop:	if(A) nextstate = Clear;
			else nextstate = Stop;
	Clear:	if(!A)	nextstate = Idle;
			else nextstate = Clear;
	default:	nextstate = 2'bxx;
endcase

//产生输出K1的组合逻辑
always @(state or Reset or A)
	if(!Reset)	K1 = 0;
	else if(state == Clear && !A)	K1 = 1;
		else K1 = 0;

//产生输出K2的组合逻辑
always @(state or Reset or A)
	if(!Reset)	K2 = 0;
	else if(state ==  Stop && A)	K2 = 1;
	else K2 = 0;

endmodule

测试代码如下：

`timescale 1ns / 1ps	//定义时间基本单位以及时间精度
//声明输入输出信号
module sim_at7();	
	reg a;
	reg clock,rst;
	wire k2,k1;
	
at7 uut_at7(
	.Clock(clock),
	.Reset(rst),
	.A(a),
	.K2(k2),
	.K1(k1)
);
	
	initial
		begin
			a = 0;
			rst = 1;
			clock = 0;
			#20 rst = 0;
			#120 rst = 1;
		end
		
	always #50 clock = ~clock;	//产生周期脉冲信号
	//在clock时钟上升沿，每隔固定单位时间随机生成a
	always @ (posedge clock)
		begin
			#30 a = {$random} % 2;	//a的值在0和1之间随机产生
			#180;
		end
endmodule

调试波形如下：