Untitled

entity sculpture is
    Port ( clk : in  STD_LOGIC;
           res : in  STD_LOGIC;
           touch_sens : in  STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);
           motion_sens : in  STD_LOGIC;
           state_out : out  STD_LOGIC_VECTOR (1 downto 0);
           count_out : out  STD_LOGIC_VECTOR (6 downto 0);
           panes : out  STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0));
end sculpture;

architecture sculpture_a of sculpture is

component delay_counter is
    Port ( clk : in  STD_LOGIC;
           res : in  STD_LOGIC;
           start_count : in  STD_LOGIC;
           count_done : out  STD_LOGIC);
end component;

signal start_timer : std_logic;
signal end_timer : std_logic;
signal reset_cnt : std_logic;
signal state : std_logic_vector(1 downto 0);
signal next_state : std_logic_vector(1 downto 0);
signal inc_cnt : std_logic;
signal idle_cnt : std_logic_vector(6 downto 0);
signal idle_cnt_done : std_logic;
signal next_frame : std_logic_vector (2 downto 0);
signal frame : std_logic_vector (2 downto 0);
signal next_toggles : std_logic_vector (2 downto 0);
signal toggles : std_logic_vector (2 downto 0);
signal frame_cnt : std_logic_vector (3 downto 0);
signal touch : std_logic_vector (2 downto 0);
signal reset_frame_cnt : std_logic;
signal reset_frame : std_logic;
signal reset_toggle : std_logic;
signal frame_on : std_logic;
signal frame_done : std_logic;

type frame_rom is array(0 to 15) of std_logic_vector(2 downto 0);

constant RAND_ROM : frame_rom := ("111", "110", "101", "100", "011", "010", "001", "010", "100", "101", "110", "111", "000", "010", "101", "100");

constant ANIM_ROM : frame_rom := ("100", "011", "010", "011", "100", "100", "100", "011", "011", "011", "100", "110", "110", "100", "011", "010");

constant ANIM_COND : std_logic_vector(2 downto 0) := "111";

-- State 0 : RESET_S "00"
-- State 1 : BORED      "01"
-- State 2 : PLAY       "10"
-- State 3 : ANIMATE    "11"

begin

delay: delay_counter port map (
                                                                                        clk => clk,
                                                                                        res => res,
                                                                                        start_count => start_timer,
                                                                                        count_done => end_timer
                                                                                );

--State Register
process(clk, res)
        begin
                if (rising_edge(clk)) then
                        if (res = '1') then
                                state <= "00";
                        else
                                state <= next_state;
                        end if;
                end if;
end process;

--Next State Logic
process(state,motion_sens,idle_cnt_done,end_timer,frame,toggles,touch_sens,frame_done,idle_cnt)
        begin
                case state is
                        when "00" =>
                                inc_cnt <= '0';
                                reset_frame_cnt <= '1';
                                reset_frame <= '1';
                                reset_cnt <= '1';
                                reset_toggle <= '1';
                                start_timer <= '1';
                                frame_on <= '0';
                                next_state <= "01";
                        when "01" =>
                                if(motion_sens = '1') then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_frame_cnt <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        reset_cnt <= '1';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        next_state <= "10";
                                elsif(idle_cnt_done = '1') then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        frame_on <= '1';
                                        reset_cnt <= '1';
                                        next_state <= "01";
                                elsif(end_timer = '1') then
                                        inc_cnt <= '1';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        reset_cnt <= '0';
                                        start_timer <= '1';
                                        frame_on <= '0';
                                        next_state <= "01";
                                else
                                        inc_cnt <= inc_cnt;
                                        reset_toggle <= reset_toggle;
                                        reset_frame <= reset_frame;
                                        start_timer <= start_timer;
                                        frame_on <= frame_on;
                                        reset_cnt <= reset_cnt;
                                        next_state <= next_state;

                                end if;
                        when "10" =>
                                if((frame xor toggles) = "111") then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_toggle <= '1';
                                        reset_frame <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        reset_cnt <= '1';
                                        next_state <= "11";
                                elsif(touch_sens(0) = '1') then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        touch(0) <= '1';
                                        reset_cnt <= '1';
                                        next_state <= "10";
                                elsif(touch_sens(1) = '1') then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        touch(1) <= '1';
                                        reset_cnt <= '1';
                                        next_state <= "10";
                                elsif(touch_sens(2) = '1') then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        touch(2) <= '1';
                                        reset_cnt <= '1';
                                        next_state <= "10";
                                elsif(idle_cnt_done = '1') then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        reset_cnt <= '1';
                                        next_state <= "01";
                                elsif(end_timer = '1') then
                                        inc_cnt <= '1';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        reset_cnt <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        start_timer <= '1';
                                        next_state <= "10";

                                else
                                        inc_cnt <= inc_cnt;
                                        reset_toggle <= reset_toggle;
                                        reset_frame <= reset_frame;
                                        start_timer <= start_timer;
                                        frame_on <= frame_on;
                                        reset_cnt <= reset_cnt;
                                        next_state <= next_state;

                                end if;
                        when "11" =>
                                if(frame_done = '1') then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        reset_cnt <= '0';
                                        next_state <= "10";
                                elsif(idle_cnt = "0000001") then
                                        inc_cnt <= '0';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        start_timer <= '0';
                                        reset_cnt <= '1';
                                        frame_on <= '1';
                                        next_state <= "11";
                                elsif(end_timer = '1') then
                                        inc_cnt <= '1';
                                        reset_toggle <= '0';
                                        reset_frame <= '0';
                                        reset_cnt <= '0';
                                        frame_on <= '0';
                                        start_timer <= '1';
                                        next_state <= "11";
                                else
                                        inc_cnt <= inc_cnt;
                                        reset_toggle <= reset_toggle;
                                        reset_frame <= reset_frame;
                                        start_timer <= start_timer;
                                        frame_on <= frame_on;
                                        reset_cnt <= reset_cnt;
                                        next_state <= next_state;
                                end if;
                        when others =>
                                inc_cnt <= inc_cnt;
                                reset_toggle <= reset_toggle;
                                reset_frame <= reset_frame;
                                start_timer <= start_timer;
                                frame_on <= frame_on;
                                reset_cnt <= reset_cnt;
                                next_state <= next_state;
                end case;
end process;

-- Array Register
process(clk, res, reset_frame_cnt, frame_on)
        begin
                if(rising_edge(clk)) then
                        if(res = '1') then
                                frame_cnt <= X"0";
                        elsif(reset_frame_cnt = '1') then
                                frame_cnt <= X"0";
                        elsif(frame_on = '1') then
                                frame_cnt <= frame_cnt + '1';
                        else
                                frame_cnt <= frame_cnt;
                        end if;
                end if;
end process;

frame_done <= '1' when (frame_cnt = X"F") else '0';

-- Frame Register
process(clk, res, reset_frame, state)
        begin
                if(rising_edge(clk)) then
                        if(res = '1') then
                                next_frame <= "000";
                        elsif(reset_frame = '1') then
                                next_frame <= "000";
                        elsif(state = "01") then
                                next_frame <= RAND_ROM(conv_integer(frame_cnt));
                        elsif(state = "11") then
                                next_frame <= ANIM_ROM(conv_integer(frame_cnt));
                        else
                                next_frame <= next_frame;
                        end if;
                end if;
end process;

-- Idle counter
process(clk, res, reset_cnt, inc_cnt)
        begin
                if(rising_edge(clk)) then
                        if (res = '1') then
                                idle_cnt <= "0000000";
                        elsif (reset_cnt = '1') then
                                idle_cnt <= "0000000";
                        elsif (inc_cnt = '1') then
                                idle_cnt <= idle_cnt + '1';
                        else
                                idle_cnt <= idle_cnt;
                        end if;
                end if;
end process;

idle_cnt_done <= '1' when (idle_cnt = "1111111") else '0';

-- Toggles Register
process(clk, res, reset_toggle, touch)
        begin
                if(rising_edge(clk)) then
                        if(res = '1') then
                                next_toggles <= "000";
                        elsif(reset_toggle = '1') then
                                next_toggles <= "000";
                        elsif(touch(0) = '1') then
                                next_toggles <= NOT(toggles xor "001");
                        elsif(touch(1) = '1') then
                                next_toggles <= NOT(toggles xor "010");
                        elsif(touch(2) = '1') then
                                next_toggles <= NOT(toggles xor "100");
                        else
                                next_toggles <= next_toggles;
                        end if;
                end if;
end process;

frame <= next_frame;
toggles <= next_toggles;
panes <= frame xor toggles;
state_out <= state;
count_out <= idle_cnt;

end sculpture_a;