Máquina de Estados: Problema do Ar Condicionado (https://github.com/OpenDevUFCG/Tamburetei/blob/master/loac/leites/maquinasDeEstados/arcondicionado.md)

ar_condicionado.sv

// DESCRIPTION: Verilator: Systemverilog example module
// with interface to switch buttons, LEDs, LCD and register display
parameter NINSTR_BITS = 32;
parameter NBITS_TOP = 8, NREGS_TOP = 32, NBITS_LCD = 64;
module top(input  logic clk_2,
           input  logic [NBITS_TOP-1:0] SWI,
           output logic [NBITS_TOP-1:0] LED,
           output logic [NBITS_TOP-1:0] SEG,
           output logic [NBITS_LCD-1:0] lcd_a, lcd_b,
           output logic [NINSTR_BITS-1:0] lcd_instruction,
           output logic [NBITS_TOP-1:0] lcd_registrador [0:NREGS_TOP-1],
           output logic [NBITS_TOP-1:0] lcd_pc, lcd_SrcA, lcd_SrcB,
             lcd_ALUResult, lcd_Result, lcd_WriteData, lcd_ReadData, 
           output logic lcd_MemWrite, lcd_Branch, lcd_MemtoReg, lcd_RegWrite);

    parameter TEMPERATURA_MINIMA = 0;
    parameter TEMPERATURA_MAXIMA = 7;
    parameter INICIALIZA_PINGAR = 10;
    parameter CLOCKS_PARAR_PINGAR = 4;

    enum logic [2:0] { refrigerando, aumentando, diminuindo } estado;

    // tem frequência de 1 Hz.
    logic clk_1;
    // reset assincrono.
    logic reset;
    // para diminuir a temperatura desejada em 1 grau Celsius.
    logic diminuir;
    // para aumentar a temperatura desejada em 1 grau Celsius.
    logic aumentar;
    // indica que o ar-condicionado está gotejando atualmente.
    logic pingando;
    // representa a temperatura real para o ambiente. 20[000] e 27[111] graus Celsius (inclusive).
    logic [2:0] temperatura_real;
    // representa a temperatura desejada para o ambiente. 20[000] e 27[111] graus Celsius (inclusive).
    logic [2:0] temperatura_desejada;
    // Contador dos clocks para começar a pingar
    logic [4:0] contador_pingando;
    // Contador para parar o pingamento
    logic [2:0] parar_pingar;

    always_comb begin
        // entradas
        diminuir <= SWI[0];
        aumentar <= SWI[1];
        reset <= SWI[7];
        // saídas
        SEG[7] <= clk_1;
        LED[2:0] <= temperatura_desejada;
        LED[3] <= (contador_pingando == INICIALIZA_PINGAR && parar_pingar != CLOCKS_PARAR_PINGAR);
        LED[6:4] <= temperatura_real;
        lcd_a <= estado;
    end

    always_ff @(posedge clk_2) clk_1 <= !clk_1;

    always_ff @(posedge clk_1 or posedge reset) begin
      if(reset) begin
        temperatura_desejada <= 0;
        temperatura_real <= 0;
        contador_pingando <= 0;
        parar_pingar <= 0;
        estado <= refrigerando;
      end else begin
        unique case(estado)
          refrigerando: begin
            if(diminuir && temperatura_desejada > TEMPERATURA_MINIMA) begin
              temperatura_desejada <= temperatura_desejada - 1;
              estado <= diminuindo;
            end else if(aumentar && temperatura_desejada < TEMPERATURA_MAXIMA) begin
              temperatura_desejada <= temperatura_desejada + 1;
              estado <= aumentando;
            end else estado <= refrigerando;
          end
          diminuindo: begin
            if(temperatura_real > temperatura_desejada) temperatura_real <= temperatura_real - 1;
            else temperatura_real <= temperatura_desejada;
            estado <= refrigerando;
          end
          aumentando: begin
            if(temperatura_real < temperatura_desejada) temperatura_real <= temperatura_real + 1;
            else temperatura_real <= temperatura_desejada;
            estado <= refrigerando;
          end
        endcase
        
        // O ar-condicionado começa a pingar 10 ciclos de clock após o reset.
        if(contador_pingando < INICIALIZA_PINGAR) begin
          contador_pingando <= contador_pingando + 1;
        end
        
        // Para interromper o gotejamento, o usuário deve ter a temperatura real em 27 graus Celsius por, pelo menos, 4 ciclos de clock.
        if(temperatura_real == TEMPERATURA_MAXIMA && parar_pingar < CLOCKS_PARAR_PINGAR) begin
          parar_pingar <= parar_pingar + 1;
        end
      end
    end

endmodule