请设计一个家用风扇VHDL程序一共7种状态每种状态要有单 独的引脚 来对应按钮：关闭低速中速高速自然风自然风是指在低速中速高速三种风速中每两秒随机切换一种风速并且每种风速的持续时间为两秒摇头一次开两次关如此重复默认关闭定时按一下定时1分钟重复按压累加定时时间按压就开始计时；关闭低速中速高速自然风这五者状态同时只能存在一种且为时间顺序最新的一种其中关闭为最高优先状态且默认状态；摇 头与定时都可以 与

entity fengshan is port( clk : in std_logic; --时钟信号 rst : in std_logic; --复位信号 btn_close : in std_logic; --关闭按钮 btn_lowspeed : in std_logic; --低速按钮 btn_midspeed : in std_logic; --中速按钮 btn_highspeed : in std_logic; --高速按钮 btn_natural : in std_logic; --自然风按钮 btn_shake : in std_logic; --摇头按钮 btn_timer : in std_logic; --定时按钮 wind_out : out std_logic_vector(1 downto 0); --风速输出 shake_out : out std_logic; --摇头输出 timer_out : out std_logic --定时输出 ); end fengshan;

architecture Behavioral of fengshan is --定义状态类型 type state_type is (CLOSE, LOWSPEED, MIDSPEED, HIGHSPEED, NATURAL, SHAKE, TIMER); signal state : state_type := CLOSE; --状态寄存器 signal cnt : integer := 0; --计数器，用于自然风状态的持续时间计算 signal shake_cnt : integer := 0; --计数器，用于摇头状态的计时 signal timer_cnt : integer := 0; --计数器，用于定时状态的计时 begin process(clk, rst) begin if rst = '1' then --复位 state <= CLOSE; --状态初始为关闭 cnt <= 0; shake_cnt <= 0; timer_cnt <= 0; wind_out <= "00"; --风速输出初始为关闭 shake_out <= '0'; --摇头输出初始为关闭 timer_out <= '0'; --定时输出初始为关闭 elsif rising_edge(clk) then --时钟上升沿 case state is when CLOSE => wind_out <= "00"; --关闭状态风速输出为0 if btn_lowspeed = '1' then --按下低速按钮 state <= LOWSPEED; --进入低速状态 elsif btn_midspeed = '1' then --按下中速按钮 state <= MIDSPEED; --进入中速状态 elsif btn_highspeed = '1' then --按下高速按钮 state <= HIGHSPEED; --进入高速状态 elsif btn_natural = '1' then --按下自然风按钮 state <= NATURAL; --进入自然风状态 cnt <= 0; --自然风状态计数器清零 elsif btn_shake = '1' then --按下摇头按钮 state <= SHAKE; --进入摇头状态 shake_cnt <= 0; --摇头计时器清零 elsif btn_timer = '1' then --按下定时按钮 state <= TIMER; --进入定时状态 timer_cnt <= 0; --定时计时器清零 end if; when LOWSPEED => wind_out <= "01"; --低速状态风速输出为1 if btn_close = '1' then --按下关闭按钮 state <= CLOSE; --回到关闭状态 elsif btn_midspeed = '1' then --按下中速按钮 state <= MIDSPEED; --进入中速状态 elsif btn_highspeed = '1' then --按下高速按钮 state <= HIGHSPEED; --进入高速状态 elsif btn_natural = '1' then --按下自然风按钮 state <= NATURAL; --进入自然风状态 cnt <= 0; --自然风状态计数器清零 elsif btn_shake = '1' then --按下摇头按钮 state <= SHAKE; --进入摇头状态 shake_cnt <= 0; --摇头计时器清零 elsif btn_timer = '1' then --按下定时按钮 state <= TIMER; --进入定时状态 timer_cnt <= 0; --定时计时器清零 end if; when MIDSPEED => wind_out <= "10"; --中速状态风速输出为2 if btn_close = '1' then --按下关闭按钮 state <= CLOSE; --回到关闭状态 elsif btn_lowspeed = '1' then --按下低速按钮 state <= LOWSPEED; --进入低速状态 elsif btn_highspeed = '1' then --按下高速按钮 state <= HIGHSPEED; --进入高速状态 elsif btn_natural = '1' then --按下自然风按钮 state <= NATURAL; --进入自然风状态 cnt <= 0; --自然风状态计数器清零 elsif btn_shake = '1' then --按下摇头按钮 state <= SHAKE; --进入摇头状态 shake_cnt <= 0; --摇头计时器清零 elsif btn_timer = '1' then --按下定时按钮 state <= TIMER; --进入定时状态 timer_cnt <= 0; --定时计时器清零 end if; when HIGHSPEED => wind_out <= "11"; --高速状态风速输出为3 if btn_close = '1' then --按下关闭按钮 state <= CLOSE; --回到关闭状态 elsif btn_lowspeed = '1' then --按下低速按钮 state <= LOWSPEED; --进入低速状态 elsif btn_midspeed = '1' then --按下中速按钮 state <= MIDSPEED; --进入中速状态 elsif btn_natural = '1' then --按下自然风按钮 state <= NATURAL; --进入自然风状态 cnt <= 0; --自然风状态计数器清零 elsif btn_shake = '1' then --按下摇头按钮 state <= SHAKE; --进入摇头状态 shake_cnt <= 0; --摇头计时器清零 elsif btn_timer = '1' then --按下定时按钮 state <= TIMER; --进入定时状态 timer_cnt <= 0; --定时计时器清零 end if; when NATURAL => if cnt >= 2_000_000_000 then --计数器达到最大值，重置为0 cnt <= 0; else cnt <= cnt + 1; --计数器加1 end if; case cnt mod 6 is --计数器模6的值为0~5，用于实现风速随机切换 when 0 | 1 => wind_out <= "01"; --风速输出为1 when 2 | 3 => wind_out <= "10"; --风速输出为2 when 4 | 5 => wind_out <= "11"; --风速输出为3 end case; if btn_close = '1' then --按下关闭按钮 state <= CLOSE; --回到关闭状态 elsif btn_lowspeed = '1' then --按下低速按钮 state <= LOWSPEED; --进入低速状态 elsif btn_midspeed = '1' then --按下中速按钮 state <= MIDSPEED; --进入中速状态 elsif btn_highspeed = '1' then --按下高速按钮 state <= HIGHSPEED; --进入高速状态 elsif btn_shake = '1' then --按下摇头按钮 state <= SHAKE; --进入摇头状态 shake_cnt <= 0; --摇头计时器清零 elsif btn_timer = '1' then --按下定时按钮 state <= TIMER; --进入定时状态 timer_cnt <= 0; --定时计时器清零 end if; when SHAKE => if shake_cnt < 100_000_000 then --计时器未达到目标值 shake_cnt <= shake_cnt + 1; --计时器加1 shake_out <= '1'; --摇头输出为1 elsif shake_cnt < 200_000_000 then --计时器达到目标值，但未到下一次目标值 shake_cnt <= shake_cnt + 1; --计时器加1 shake_out <= '0'; --摇头输出为0 else --计时器达到下一次目标值 shake_cnt <= 0; --计时器清零 end if; if btn_close = '1' then --按下关闭按钮 state <= CLOSE; --回到关闭状态 elsif btn_lowspeed = '1' then --按下低速按钮 state <= LOWSPEED; --进入低速状态 elsif btn_midspeed = '1' then --按下中速按钮 state <= MIDSPEED; --进入中速状态 elsif btn_highspeed = '1' then --按下高速按钮 state <= HIGHSPEED; --进入高速状态 elsif btn_natural = '1' then --按下自然风按钮 state <= NATURAL; --进入自然风状态 cnt <= 0; --自然风状态计数器清零 elsif btn_timer = '1' then --按下定时按钮 state <= TIMER; --进入定时状态 timer_cnt <= 0; --定时计时器清零 end if; when TIMER => if timer_cnt < 60_000_000 then --计时器未达到目标值 timer_cnt <= timer_cnt + 1; --计时器加1 timer_out <= '1'; --定时输出为1 else --计时器达到目标值 timer_cnt <= 0; --计时器清零 timer_out <= '0'; --定时输出为0 if btn_close = '1' then --按下关闭按钮 state <= CLOSE; --回到关闭状态 elsif btn_lowspeed = '1' then --按下低速按钮 state <= LOWSPEED; --进入低速状态 elsif btn_midspeed = '1' then --按下中速按钮 state <= MIDSPEED; --进入中速状态 elsif btn_highspeed = '1' then --按下高速按钮 state <= HIGHSPEED; --进入高速状态 elsif btn_natural = '1' then --按下自然风按钮 state <= NATURAL; --进入自然风状态 cnt <= 0; --自然风状态计数器清零 elsif btn_shake = '1' then --按下摇头按钮 state <= SHAKE; --进入摇头状态 shake_cnt <= 0; --摇头计时器清零 end if; end if; end case; end if; end process; end Behavioral