下图是键盘编码和防抖动控制电路，一般采用扫描和轮询的方法来检测对键盘的敲击，这样可以减少键盘与主电路之间的连线数量。该电路每次将outp0、outp1、outp2中的一个置‘0’，然后读入inp1、inp2、inp3、inp4，而其他行输入inp仍保持为1。

设计的电路需要完成：

①编码功能：每个数字必须被编为ASCII码。编码电路通过将new_data置为‘1’，表示电路检测到一次键盘敲击并输出有效编码。这种做法可以避免长期按下一个键而出现一长串相同的数字。

②防抖动电路：机械开关存在开关抖动问题，即开关在形成最终稳定接触之前的不稳定状态，其持续时间一般有几个ms。因此，时钟的频率非常重要，选择一个时钟频率使得5ms内至少进行3次读取操作，只有在5ms内的读数相同时，才会认为该键被触发。

分析题目可知，我们需要设计的电路应满足以下特征：

1）功能：实现按键防抖动电路编码器，可以将状态分为轮询状态一（ROLL_POLING_1）、轮询状态二（ROLL_POLING_2）、轮询状态三（ROLL_POLING_3）、触发状态（TRIGGER）、输出状态（OUTPUT）。

2）端口：输入时钟CLK、复位信号RST、四位宽按键输入INP，三位宽轮询输出OUTP、按键有效输出信号NEW_DATA、七位宽按键编码信号DATA。

3）触发方式：时钟上升沿触发，RST异步且高电平有效。

4）时序解释说明：

        1>触发电路复位后，默认进入轮询状态一（ROLL_POLING_1）。

        2>时钟上升时若处于轮询状态一、轮询状态二或轮询状态三（ROLL_POLING_1、ROLL_POLING_2、ROLL_POLING_3），分别输出对应的OUTP。如果INP符合按键触发则进入触发状态（TRIGGER）,如果INP不符合按键触发则进入对应的下一轮询状态。

        3>时钟上升时若处于触发状态（TRIGGER），判断INP是否为按键触发，若是，则计数累加，若否，则计数清零，且进入轮询状态一（ROLL_POLING_1）。当计数为3时，进入输出状态（OUTPUT）。

        4>时钟上升时若处于输出状态（OUTPUT），进入轮询状态一（ROLL_POLING_1）。

        5>无论何时，若为输出状态（OUTPUT）则NEW_DATA置‘1’，同时输出编码后的DATA。

状态转移图如下：  

        对于这个问题可以使用有限状态机来描述，一般情况下，我们可以选择使用三进程来描述有限状态机，这样的结构清晰，可读性很高。但是对于本问题来说，这种方法并不适用。

        首先，先介绍一下描述有限状态机的三种方法，即单进程描述、双进程描述和三进程描述。

        根据功能来分，有限状态机由三部分结构组成，分别是由输入信号和现态决定的次态逻辑、由时钟、次态和复位信号控制的状态寄存器、由现态（或输入）决定的输出逻辑。

        大家平时见到的有限状态机通常被分为两部分，即组合逻辑部分和时序逻辑部分。这两者都是对有限状态机的描述，一般来说，次态逻辑和输出逻辑就是组合逻辑电路，状态寄存就是时序逻辑电路。

        对于三进程描述，次态逻辑、状态寄存器、输出逻辑各自分别由一个进程块来描述，因此称之为三进程描述。对于双进程描述，将次态逻辑、状态寄存器合并为一个进程块（状态转移块）来描述，因此称之为双进程描述。对于单进程描述，将三部分合并为一个块来描述，这种方法很少见，只有当问题简单时才会使用，当问题复杂时，单进程描述的代码可读性大大下降。

        通过上面的描述，我们需要明确双进程和三进程的区别。

三进程描述：次态逻辑和输出逻辑都是组合逻辑，他们不需要时钟和复位信号，他们的进程敏感触发列表是现态和输入。举个例子，在某个现态下，输入突然改变，此时次态逻辑块会被触发，根据新的输入改变次态，然后等到下个时钟沿，现态才发生变化。这会存在状态转移的延迟。这当然是必要的，这可以使得状态的转移是时钟同步的。

以下是三进程描述的代码模板：