自动售卖机.docx

机器有一个投币孔，每次只能投1元或五角，饮料五角 三个输入端：一个两位的输入端（X1X2代表投币，01代表投入五角，10代表投1元）,一个一位CLK，一个复位控制端。 两个输出端：代表是否出货和找零（Z1,Z2）（00，不退钱不出货；10，出货不退零；11出货退零五角） 三个状态机S0（初始态）,S1（投币五角）,S2（投币一元） 文档中的内容描述了一个基于Verilog实现的自动售卖机模型。这个模型主要由状态机和一些逻辑判断组成，用于处理用户投入硬币、出货和找零等操作。下面将详细阐述其中涉及的关键知识点： 1. **状态机设计**： - 状态机是系统的核心，负责管理售卖机的不同工作阶段。在本例中，定义了三个状态：S0（初始态），S1（投币五角），S2（投币一元）。每个状态都有一个对应的二进制编码（S0: 00, S1: 01, S2: 10）。 - 使用`always @(posedge clk or posedge asy_rst)`块来触发状态转移。当时钟上升沿到来或者异步复位信号有效时，当前状态会被更新为下一个状态。 - `always @(*)`块用于计算下一个状态`next_s`，根据当前状态`curr_s`和输入数据`i_dat`进行判断。 2. **Verilog语法**： - `module`关键字用于声明一个新的Verilog模块，这里命名为`auto_sale`，它包含输入和输出端口。 - 输入端口包括时钟`clk`、异步复位`asy_rst`和数据输入`i_dat`，输出端口包括货币输出`o_money`和商品输出`o_goods`。 - `parameter`用来定义常量，这里定义了三个状态的二进制值。 - `reg`关键字声明寄存器变量，如`curr_s`和`next_s`用于存储当前状态和下一个状态。 - `case`语句用于根据当前状态执行不同的逻辑。 3. **逻辑操作**： - 当用户投入硬币时，根据`i_dat`的值（01或10），状态会从S0转移到S1或S2。 - 在S1状态，如果再次投入1元硬币（i_dat=10），商品将会出货（`o_goods <= 1`），不找零（`o_money <= 0`）；否则，保持不变。 - 在S2状态，如果投入五角硬币（i_dat=01），商品出货且找零五角（`o_goods <= 1`, `o_money <= 1`）；如果投入1元硬币，商品出货但不找零（与S1状态相同）；其他情况则无操作。 - 如果输入的数据无效（非00、01、10），系统将回到初始态S0，不进行任何操作。 4. **测试激励生成**： - 另外一个名为`Autosale_test.v`的文件通常会包含测试激励，用于验证`auto_sale`模块的功能。它会提供模拟的时钟、复位和输入数据，然后检查输出是否符合预期，以确保状态机的正确运行。 5. **复位机制**： - 异步复位`asy_rst`在时钟上升沿或复位信号有效时，会将当前状态重置为初始状态S0，并清零输出`o_money`和`o_goods`。 - 时钟上升沿触发的状态转移在复位信号有效时不会发生，这保证了复位操作的原子性。 这个自动售卖机模型使用了经典的有限状态机（FSM）设计方法，通过状态转换逻辑来处理用户交互，展示了Verilog在硬件描述语言中的应用。同时，通过添加测试激励，可以对设计进行功能验证，确保其在实际应用中的可靠性。