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自动售货机VHDL实现.doc
设计题目：简易自动售货机设计
目的与任务：
1）巩固和运用所学课程，理论联系实际，提高分析、解决数字电路系统设计的实
际问题的独立工作能力。
2）进一步加深对 FPGA 以及数字电路应用技术方面的了解与认识。
3）进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。
4）深入学习 EDA 技术，更好地掌握本专业知识。
内容和要求：
某自动售货机中有两种饮料可以出售，售价分别为 2 元和 3 元。售货机可以识别 1
元，5 元两种货币。如果投入金额总值等于或超过售价就可以将饮料放出，并具有相应
的找零钱功能。
（1）用户可多次选择购买的饮料种类，某次饮料种类选定后等待投币。如等待时
间超过 10 秒钟，则认为用户放弃选购，售货机自动回到等待状态，等待新的交易。
若在 10 秒内，再次选中饮料，则再次等待。
（2）每次交易完成，售货机自动回到等待状态，等待新的交易。
（3）用按键模拟投入 1 元，5 元两种货币，可连续投币，同时显示投入的金额和还
应投入的金额。若某次投币后金额不足，且一定时限内不再投币（10 秒左右），则交易
失败，并退币，显示退还金额。
（4）具有指示电路，分别指示购买成功、交易取消（交易失败）和找零。
（5）相应显示有延时和时控功能。
选择 2 元商品，不再投币， 10 秒后，交易失败，延时显示后，回到初始状
态。
选择 2 元商品后，在 10 秒内，再次选择 3 元商品；此后，不再投币，10 秒
后，交易失败，延时显示后，回到初始状态。
选择 2 元商品后，在 10 秒内，再次选择 3 元商品；此后，在一定时限内投
入 5 元，交易成功，不找零，延时显示后，回到初始状态。
选择 2 元商品后，在 10 秒内，再次选择 3 元商品；此后，在一定时限内先
后投入 1 元和 5 元，交易成功，找零 1 元，延时显示，其后回到初始状态。
显示连续交易。
选择 2 元商品后，在 10 秒内，再次选择 3 元商品；此后，在一定时限内投
入 1 元，其后，等待再次投币，若超过一定时限（10 秒）不再投币，认为放弃，
交易失败，并退币；延时显示后，回到初始状态。
选择 2 元商品后，在 10 秒内，再次选择 3 元商品；此后，在一定时限内投
入 1 元，其后，在等待再次投币的时限（10 秒）内，再次投入 1 元，金额不足，
等待下次投币，超过一定时限内（如图 12 秒）不再投币，认为放弃，交易失败，
并退币；延时显示后，回到初始状态。
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity shouhuojioriginal is
clk: in std_logic;
port(
coin1:in std_logic;
coin5:in std_logic;
price2:in std_logic;
price3:in std_logic;
paid:out std_logic_vector(3 downto 0);
needed:out std_logic_vector(3 downto 0);
success:out std_logic;
failure:out std_logic;
showmoneyout:out std_logic;
moneyout:out std_logic_vector(3 downto 0));
end shouhuojioriginal;
architecture behav of shouhuojioriginal is
type state_type is (qa,qb,qe,qc,qg,qd,qf);
signal current_state :state_type:=qa;
signal q:integer range 0 to 100;
begin
process(clk)
variable paidtemp:std_logic_vector(3 downto 0);
variable neededtemp: std_logic_vector(3 downto 0);
variable backmoney: std_logic_vector(3 downto 0);
variable pricetemp:std_logic_vector(3 downto 0);
begin
if clk'event and clk='1' then
case current_state is
when qa =>paidtemp:="0000";neededtemp:="0000";
backmoney:="0000";pricetemp:="0000";q<=0;
showmoneyout<='0';moneyout<="0000";paid<="0000";
needed<="0000";failure<='0';success<='0';
if price2='1' or price3='1' then current_state<=qb;
if price2='1' then pricetemp:=pricetemp+2;
neededtemp:=pricetemp;
else
pricetemp:=pricetemp+3;
neededtemp:=pricetemp;
end if;
end if;
paid<=paidtemp;
needed<=neededtemp;
when qb=>if coin1='1'or coin5='1' then
if coin1='1' then paidtemp:=paidtemp+1;
else
paidtemp:=paidtemp+5;
end if;
if paidtemp>=pricetemp then backmoney:=paidtemp-pricetemp;
neededtemp:="0000";current_state<=qd;
else neededtemp:=pricetemp-paidtemp;backmoney:="0000";
urrent_state<=qc;q<=0;
end if;
paid<=paidtemp;
needed<=neededtemp;
end if;
if q<8 then q<=q+1;
if price2='1' or price3='1' then q<=0;
if price2='1' then pricetemp:=pricetemp+2;
neededtemp:=neededtemp+2;
else
pricetemp:=pricetemp+3;
neededtemp:=neededtemp+3;
end if;
paid<=paidtemp;
needed<=neededtemp;
end if;
else current_state<=qe; q<=0;
end if;
when qe=>failure<='1';
if q<4 then q<=q+1;
else current_state<=qa;q<=0;
end if;
when qc=> if coin1='1' or coin5='1' then
if coin1='1' then paidtemp:=paidtemp+1;
else
paidtemp:=paidtemp+5;
end if;
if paidtemp>=pricetemp then neededtemp:="0000";
backmoney:=paidtemp-pricetemp;
current_state<=qd;
else neededtemp:=pricetemp-paidtemp;
backmoney:="0000";
current_state<=qc;
end if;
paid<=paidtemp;
needed<=neededtemp;
end if;
if coin1/='1' and coin5/='1' then
if q<10 then q<=q+1;
else current_state<=qg;
end if;
else q<=0;
end if;
when qg=> failure<='1';
showmoneyout<='1';moneyout<=paidtemp;
current_state<=qf;q<=0;
when qd=> success<='1';
if backmoney>"0000" then showmoneyout<='1';
moneyout<=backmoney;
end if;
current_state<=qf;q<=0;
when qf=> if q<4 then q<=q+1;
else current_state<=qa;q<=0;
end if;
end case;
end if;
end process;
end behav;
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