在电子设计自动化（EDA）领域，Verilog是一种广泛使用的硬件描述语言（HDL），用于描述数字系统的逻辑功能。本实验“fsm_seller_experimentn3i_verilog_”旨在通过Verilog来实现一个简单的自动售货机（Vending Machine）模型，这涉及到状态机（Finite State Machine, FSM）的设计与实现。
状态机是描述数字系统行为的一种常见方法，特别是在嵌入式系统和微控制器设计中。在自动售货机的场景中，FSM将模拟用户交互、货币检测、商品选择和出货等过程。以下是一个可能的状态机模型：
1. IDLE：初始状态，等待用户投入硬币。
2. COIN_DETECT：硬币检测状态，当检测到硬币时，累计硬币价值。
3. SELECT_PRODUCT：产品选择状态，用户可以选择不同的商品。
4. PRODUCT_SELECTED：商品选定状态，确认所选商品的费用是否足够。
5. INSUFFICIENT_FUNDS：资金不足状态，提示用户需投入更多硬币。
6. EXCESS_FUNDS：多余资金状态，用户可以选择退款或继续购买其他商品。
7. DISPENSE：出货状态，如果条件满足，自动售货机将释放选定的商品。
8. FINISH：交易完成状态，硬币找零（如有）并清空当前交易。
在Verilog中，状态机通常通过寄存器存储当前状态，并通过组合逻辑电路决定如何根据输入信号转换到下一个状态。下面是一个基本的Verilog FSM模板：
```verilog
module fsm_seller (
input clk, // 时钟信号
input rst_n, // 异步复位，低电平有效
input [3:0] coin_in, // 输入硬币值
input product_sel, // 商品选择信号
output reg dispense, // 出货信号
output reg refund // 找零信号
);
// 定义状态枚举
enum {IDLE, COIN_DETECT, SELECT_PRODUCT, PRODUCT_SELECTED,
INSUFFICIENT_FUNDS, EXCESS_FUNDS, DISPENSE, FINISH} current_state, next_state;
reg [3:0] coin_total; // 累计硬币值
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin
current_state <= IDLE;
coin_total <= 0;
dispense <= 0;
refund <= 0;
end else begin
current_state <= next_state;
// 状态转换逻辑在这里
end
end
always_comb begin
next_state = current_state;
// 状态转移条件判断逻辑在这里
end
// 根据当前状态处理输入和输出
always @(posedge clk) begin
case(current_state)
IDLE: begin
// 当IDLE时的行为
end
COIN_DETECT: begin
// 当COIN_DETECT时的行为
end
// 其他状态的处理以此类推
endcase
end
endmodule
```
在实际编写Verilog代码时，你需要根据自动售货机的具体逻辑来填充上述模板中的空白部分，例如定义不同状态间的转移条件，以及处理输入和输出。此外，你还需要考虑错误处理和异常情况，确保设计的稳健性。
这个实验对学习Verilog语言和状态机设计提供了很好的实践机会。通过这种方式，你可以理解如何用硬件描述语言描述复杂的行为，并将其转化为可由FPGA或ASIC实现的电路。同时，这也为理解和设计更复杂的数字系统打下了基础。
