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自动售货机verilog.doc
自动售货机设计
一、实验目的
1、实现自动售货机的功能；
2、运用状态机原理设计。
二、实验内容
这种自动售货机只销售听装与瓶装两种罐装可乐，售价均为 1.5 元。顾客只能通过
两个不同的投币口分别投入五角的硬币或者一元硬币。一次交易可以买多罐，且自
动找零。若钱不够，则自动退币。并且在购买之前只要一按下取消键 cancel 就马上
无条件退币。
此机器的硬件示范电路，以二個按键电路代替二個投币孔，以两个八段数码管显示
投币数量，再以 4hz 闪烁之 led 來显示退币，以两个八段数码管显示退币数量。此
机器就采用 1024hz 的系统 clock 信号同步所有的买卖行为，并且作为弹跳消除电路
的基准参考脉冲。这个电路虽然是纯数位电路但是可作为一个自动售货机的控制核
心电路加上驱动器就可以用来驱动机械装置。
下图为自动售货机的操作盘，有两个投币按钮，分別为五角硬币与一元硬币。每投
入一个硬币就将下方的 LED 指示灯号点亮到具体数额，并且最高上限只能接受 9.5
元的金额。另外，每一种饮料商品都配置 3 个灯号（分别显示存货、选择数量与出
货等三个信息）与一个选择购买的按钮。每按一次选择购买按钮，选择数量显示加
1，并且存货自动计算，若没有货存，则货存灯灭，一旦选择商品与投币金额足够，
就需要按下确定要购买的按键；当然也可以后悔不买而按下取消键，让机器退回已
经投入的硬币。如若投入的钱币不足以购所有的饮料，则退币。退币时货存更改为
原状态。
三、程序设计
module auto_vending(clk,cel_cola,cel_diet,reset,coin_ten,coin_five,ok_buy,cancel_buy,//输入
led_cola_ok,led_diet_ok,led_buy,led_cancel,led_cola_out,led_diet_out,shu_cola_sel,shu_diet_se
l,
led_display,shu_money_return,Hex);//输出
input clk,cel_cola,cel_diet,reset,coin_ten,coin_five,ok_buy,cancel_buy;
output led_cola_ok,led_diet_ok,//表示还有存货
led_buy,led_cancel,//表示选择购买和取消购买
led_cola_out,led_diet_out;//显示表示已出货
//led_return;//每四秒闪烁一次代表被退之硬币
wire [10:0]led_cola_sel,led_diet_sel;////选中饮料的数量
output [6:0]shu_cola_sel,shu_diet_sel;
output [13:0]led_display;//表示投币的金额
output [13:0]shu_money_return;
wire ok,cancel,money_ok;//在 ok_or_cancel 出来的
//wire [10:0]no_diet,no_cola;//售货机内的饮料数量
wire [10:0]money_return;
//reg [10:0]no_sock_cola,no_sock_diet;
wire [10:0]total_count,total_consum;
output [13:0]Hex;
assign Hex=14'b111_111_111_11111;
parameter Idle = 2'd0,
S1 = 2'd1,
S2 = 2'd2;
reg [1:0]state;
reg clk_1;
reg rst;
reg [29:0]count;
always@(posedge clk)//sheng cheng 1s de shi zhong
begin
if(count==30'd25000000)
begin
clk_1<=~clk_1;
count<=0;
end
else
count<=count+1;
end
always@(posedge clk_1 or negedge reset)
if(!reset)
begin
state <=Idle;
rst<=0;
end
else
case (state)
Idle: begin
rst<=0;
state<=S1;
end
begin
S1:
rst<=1;
if(ok_buy||cancel_buy)
state<=Idle;
end
endcase
wire buyok;
toubi u1(rst,clk,coin_five,coin_ten,led_display,total_count);
select_drink u2(clk,rst,cel_cola,cel_diet,/*no_cola,no_diet,*/
led_cola_sel,led_diet_sel,/*led_cola_ok,led_diet_ok,*/total_consum);
ok_or_cancel u3(clk,rst,ok_buy,cancel_buy,ok,cancel,led_buy,led_cancel);
give_check u4(reset,buyok,clk,ok,money_ok,rst,led_cola_out,led_diet_out,
led_cola_sel,led_diet_sel,led_cola_ok,led_diet_ok/*no_cola,no_diet*/);
coin_return
u5(clk,rst,ok_buy,money_return,total_count,total_consum,money_ok,cancel_buy,cancel);
xianshi q1(led_cola_sel,shu_cola_sel);
xianshi q2(led_diet_sel,shu_diet_sel);
xianshi2 w2(money_return,shu_money_return);
endmodule
//用来显示
///显示数量的
module xianshi(a,b);
input [10:0]a;
output reg [6:0]b;
always@(a)
case(a)
11'd0:b<=7'b1000000;
11'd1:b<=7'b1111001;
11'd2:b<=7'b0100100;
11'd3:b<=7'b0110000;
11'd4:b<=7'b0011001;
11'd5:b<=7'b0010010;
11'd6:b<=7'b0000010;
11'd7:b<=7'b1111000;
11'd8:b<=7'b0000000;
11'd9:b<=7'b0010000;
endcase
endmodule
//钱数显示
module xianshi2(total_count,led_display);
input [10:0]total_count;
output reg [13:0]led_display;
always@(total_count)
case(total_count)
11'd0: led_display<=14'b1000000_1000000;
11'd1: led_display<=14'b1000000_0010010;
11'd2: led_display<=14'b1111001_1000000;
11'd3: led_display<=14'b1111001_0010010;
11'd4: led_display<=14'b0100100_1000000;
11'd5: led_display<=14'b0100100_0010010;
11'd6: led_display<=14'b0110000_1000000;
11'd7: led_display<=14'b0110000_0010010;
11'd8: led_display<=14'b0011001_1000000;
11'd9: led_display<=14'b0011001_0010010;
11'd10: led_display<=14'b0010010_1000000;
11'd11: led_display<=14'b0010010_0010010;
11'd12: led_display<=14'b0000010_1000000;
11'd13: led_display<=14'b0000010_0010010;
11'd14: led_display<=14'b1111000_1000000;
11'd15: led_display<=14'b1111000_0010010;
11'd16: led_display<=14'b0000000_1000000;
11'd17: led_display<=14'b0000000_0010010;
11'd18: led_display<=14'b0010000_1000000;
11'd19: led_display<=14'b0010000_0010010;
endcase
endmodule
//去抖模块
module qudou(clk,reset,k,key);
input k,reset,clk;
output reg key;
reg [10:0]clock;
always@(posedge clk)
if(!reset)
clock<=11'd0;
else
begin
if(k)
begin
key<=1;
clock<=0;
end
else
begin
clock<=clock+1;
if(clock==1000)
begin
clock<=11'b0;
key=0;
end
end
end
endmodule
/////投币电路
module toubi(reset,clk,coin_05,coin_10,led_display,total_count);//加一个去抖模块
input reset,clk,coin_05,coin_10;
output [13:0]led_display;
output reg[10:0]total_count;//统计投入里面的金币
wire qu_coin_05,qu_coin_10;
qudou a1(clk,reset,coin_05,qu_coin_05);
qudou a2(clk,reset,coin_10,qu_coin_10);
reg [10:0]count_1,count_2;
always@(negedge qu_coin_05 or negedge reset)
begin
if(!reset)
begin
count_1<=11'd0;
end
else if(!qu_coin_05)
begin
count_1 <= count_1+11'd1;
end
end
always@(negedge qu_coin_10 or negedge reset)
if(!reset)
begin
count_2<=11'd0;
end
else if(!coin_10)
begin
count_2<=count_2+11'd2;
end
always@(count_1 or count_2)
total_count<=count_2+count_1;
xianshi2 a4(total_count,led_display);
endmodule
//饮料选择处理模块
module select_drink(clk,reset,select_cola,select_diet/*,sock_cola,sock_diet*/,
cola_sel,diet_sel,/*led_cola_ok,led_diet_ok,*/total_consum);
input clk,reset,select_cola,select_diet;
//input [10:0]sock_cola,sock_diet;//系统内部库存数量
output [10:0]cola_sel,diet_sel;//选中的饮料数量
reg [10:0]cola,diet;
//output led_cola_ok,led_diet_ok;//除去选中的饮料外，是否还有余量
output [10:0]total_consum;//消费金额
reg [10:0]cola_sel,diet_sel;
//reg led_cola_ok,led_diet_ok;
wire select_cola_out,select_diet_out;
qudou a3(clk,reset,select_cola,select_cola_out);
qudou a4(clk,reset,select_diet,select_diet_out);
reg [10:0]total_consum_2,total_consum_1,total_consum;
always@(total_consum_2 or total_consum_1)
total_consum<=total_consum_2+total_consum_1;
always@(negedge reset or negedge select_cola_out )
if(!reset)
begin
cola_sel<=0;
total_consum_1<=0;
end
else if(!select_cola_out)
begin
cola_sel<=cola_sel+1;
total_consum_1<=total_consum_1+11'd3;
end
always@(negedge reset or negedge select_diet_out)
if(!reset)
begin
diet_sel<=0;
total_consum_2<=0;
end
else if(!select_diet_out)
begin
diet_sel<=diet_sel+1;
total_consum_2<=total_consum_2+11'd3;
end
/*
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
begin
led_cola_ok<=1;
led_diet_ok<=1;
else
end
begin
cola <= sock_cola;
diet <= sock_diet;
if(cola_sel >= cola)
led_cola_ok <= 0;
if(diet_sel >= diet)
led_diet_ok <= 0;
end
*/
Endmodule
//确认与取消电路模块
module ok_or_cancel(clk,reset,ok_buy,cancel_buy,
ok,cancel,//给其他模块使用
led_buy,led_cancel);//对外显示
input clk,reset,ok_buy,cancel_buy;
output reg ok,cancel;
output reg led_buy,led_cancel;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
begin
ok<=0;
cancel<=0;
led_buy<=0;
led_cancel<=0;
end
else
if(ok_buy)
begin
ok<=1;
led_buy<=1;
cancel<=0;
led_cancel<=0;
end
else
if(cancel_buy)
begin
ok<=0;
cancel<=1;
led_buy<=0;
led_cancel<=1;
end
endmodule
//出货并计算存货模块
module give_check(reset,buyok,clk,ok,money_ok,rst,led_cola_out,led_diet_out,
cola_out,diet_out,led_cola_ok,led_diet_ok/*no_cola,no_diet*/);
input reset,clk,ok,rst,money_ok;
input [10:0]cola_out,diet_out;//从售货机内取出的饮料数量
output reg led_cola_ok,led_diet_ok;//显示是否还有饮料
reg [10:0]no_cola,no_diet,sock_cola,sock_diet;//输出的饮料之后售货机内部剩余数量
output led_cola_out,led_diet_out;//售货机输出饮料时 led 亮
reg led_cola_out,led_diet_out;
reg [1:0]state;
parameter S1=2'd0,
S2=2'd1,
S3=2'd2;
reg s1,s2;
output reg buyok;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
begin
sock_cola<=11'd5;
sock_diet<=11'd5;
end
else
if(!rst)
begin
led_cola_out<=0;
led_diet_out<=0;
state<=S1;
s1<=0;
s2<=0;
no_cola<=sock_cola;
no_diet<=sock_diet;
buyok<=0;
end
else
case(state)
S1:
if(ok && money_ok)
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