Verilog实现自动售货机

东华理工大学EDA课程设计报告课程设计题目：自动售货控制系统设计学院机械与电子工程学院学生姓名王磊班级080612学号08061216指导老师黄乡生（教授）2011年6月18日摘要本设计是以现场可编程逻辑器件（FPGA）为核心的自动售货机，利用QuartusII软件编写verilogHDL硬件描述语言程序以实现自动售货功能。本程序要求能够完成对货物信息的存取，硬币处理，余额计算，取消购物时退款和显示功能。关键字：FPGA、VerilogHDL、自动售货机、QuartueIIAbstractThisdesignisanauto-vendingmachinebasedonfieldprogrammavlelogicdevices(FPGA).WeuseQuartusIItowriteprocedureinverilogHDLwhichisalanguagetodescribehardware.Theprocedurewillrealizethefunctionofauto-vendingmachine.Keywords:FPGA、VerilogHDL、auto-vendingmachine、QuartueII一、设计要求设计一个自动售货控制系统，它能够完成对货物信息的存取，硬币处理余额计算，取消购物时退款和显示等功能。（1）假定自动售货机可以出售四种货物，每种商品的数量和单价在初始化时设定，并存储在存储器中。（2）采用模拟开关信号模拟5角和1元硬币购物，并通过按键选择所需商品。（3）系统能够根据用户输入的硬币，判断累计货物是否足够，当所投硬币累计达到或者超过购买者所选商品价格时，则根据顾客的要求自动售货，并找回剩余的硬币，然后回到初始状态。当所投硬币不够时，则给出提示，并通过一个复位键退回所有硬币，然后回到初始状态。二、设计提示系统框图如下：时钟信号控制器按键数据设定投币RAM译码数码显示系统按功能可以分为信号输入、控制器、译码显示等模块。系统的工作过程为：首先由送货员把自动售货机里的每种商品的数量和单价通过set键和sel键置入到存储器中，然后顾客可以通过sel键选择所需购买的商品，选定之后通过按get键进行购买吗，再按finish键取回照壁，结束此次交易。按get键时，如果所投硬币累计达到或超过购买所选商品价格时，则自动售货机会给出所购商品，如果所投钱数不够，自动售货机不作响应，继续等待顾客的下次操。顾客的下次操作可以继续投币，直到钱数到达所要商品价格才能进行购买，也可以直接按finish键退币。三、设计思路这是我自己的设计思路，和指导书上的不太一致，功能也欠缺许多。不过基本功能可以实现。（1）只有4种商品，故单价不会太高，而投币是5毛和1块。所以可以用枚举的方法把各个价位的可能组成值例举出来，然后每个可能值作为一个状态，进行Case的选择。（2）每次选择跳转状态后，计算当前总价(price）以及选择商品后的找零(change)。直到状态选择结束。（3）可以用一个LED灯来提示钱数是否足够不足够则亮灯，作为补充条件。（4）至于译码显示，前面我将找零和总价都换算成了角数，如35角的price和15角的找零。那怎么显示呢，由于这个开发板没有小数点显示，所以用取余和整除来计算出个位和十位。以上为例：price%10=5；price/10=3；则显示35即为总价格。（5）其他功能尚未实现，如商品数量的设定。这个可以用一个integer的全局变量表示，用for循环计算然后打印出i（剩余数量。还有诸如复位退币，可以用时钟下降沿表示。（6）程序前须加入分频always语句用于显示稳定。四、流程图以及信号说明开始显示所选商品投币Case语句m1状态Case语句m2状态Case语句m3状态…………Case语句m15态Case语句m16状态计算price,change的值显示找零以及总价结束信号说明：onr_dollar:1元硬币Half}_dollar:5角硬币Change：找零Yinliao:4种情况，分别为milk,coffe,water,teaPrice:总价格Led_warn:提示LED五、源程序清单moduleautoseller(one_dollar,half_dollar,change,yinliao,price,rst,clk,led_warn,a,b,c,d,e,f,g);parameterm1=4'b0000,m2=4'b0001,m3=4'b0010,m4=4'b0011,m5=4'b0100,m6=4'b0101,m7=4'b0101,m8=4'b0111,m9=4'b1000,m10=4'b1001,m11=4'b1010,m12=4'b1011,m13=4'b1100,m14=4'b1101,m15=4'b1110,m16=4'b1111;//M1没钱投入//M2投入1个5毛//M3投入1个1块//M4投入2个5毛//M5投入1个1块1个5毛//M6投入2个1块//M7投入3个5毛//M8投入2个5毛1个1块//M9投入2个1块1个5毛//M10投入4个5毛//M11投入5个5毛//M12投入2个5毛2个1块//M13投入3个5毛1个1块//M14投入6个5毛//M15投入3个1块//M16投入3个1块1个5毛inputclk,rst,half_dollar,one_dollar;input[1:0]yinliao;//water,tea,milk,coffee;//water1$//tea2$//milk2.5$//coffee3$outputreg[5:0]price,change;reg[3:0]state;outputregled_warn;//错误警告信号//reg[3:0]a0,b0,c0,d0;outputa,b,c,d,e,f,g;always@(posedgeclk)beginif(rst)beginprice=0;change=0;state=m1;endcase(state)m1:beginif(half_dollar)beginstate=m2;endelseif(one_dollar)beginstate=m3;endelseled_warn=1;endm2:beginif(half_dollar)beginstate=m4;endelseif(one_dollar)beginstate=m5;endelseled_warn=1;endm3:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d10;change=0;endelseif(half_dollar)beginstate=m5;endelseif(one_dollar)beginstate=m6;endelseled_warn=1;endm4:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d10;change='d0;endelseif(half_dollar)beginstate=m7;endelseif(one_dollar)beginstate=m8;endelseled_warn=1;endm5:beginif(yinliao==2'b00)beginprice=15;change='d10;endelseif(half_dollar)beginstate=m8;endelseif(one_dollar)beginstate=m9;endelseled_warn=1;endm6:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d20;change='d10;endelseif(yinliao==2'b01)beginprice='d20;change='d0;endelseif(half_dollar)beginstate=m9;endelseif(one_dollar)beginstate=m15;endelseled_warn=1;endm7:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d15;change='d5;endelseif(half_dollar)beginstate=m10;endelseif(one_dollar)beginstate=m13;endelseled_warn=1;endm8:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d20;change='d10;endelseif(yinliao==2'b01)beginprice='d20;change='d0;endelseif(half_dollar)beginstate=m13;endelseif(one_dollar)beginstate=m12;endelseled_warn=1;endm9:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d25;change='d15;endelseif(yinliao==2'b01)beginprice='d25;change='d05;endelseif(yinliao==2'b10)beginprice='d25;change='d0;endelseif(half_dollar)beginstate=m12;endelseif(one_dollar)beginstate=m16;endelseled_warn=1;endm10:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d20;change='d10;endelseif(yinliao==2'b01)beginprice='d20;change='d0;endelseif(half_dollar)beginstate=m11;endelseled_warn=1;endm11:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d25;change='d15;endelseif(yinliao==2'b01)beginprice='d25;change='d5;endelseif(yinliao==2'b10)beginprice='d25;change='d0;endelseif(half_dollar)beginstate=m14;endelseled_warn=1;endm12:beginif(yinliao==2'b00)beginprice=30;change='d20;endelseif(yinliao==2'b01)beginprice=30;change='d10;endelseif(yinliao==2'b10)beginprice=30;change='d5;endelseif(yinliao==2'b11)beginprice=30;change='d0;endelseled_warn=1;endm13:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d25;change='d15;endelseif(yinliao==2'b01)beginprice='d25;change='d5;endelseif(yinliao==2'b10)beginprice='d25;change=0;endelseled_warn=1;endm14:beginif(yinliao==2'b00)beginprice='d30;change='d20;endelseif(yinliao==2'b01)beginprice='d30;change='d10;endelseif(yinliao==2'b10)beginprice=30;change='d5;endelseif(yinliao==2'b11)beginprice=30;change='d0;end