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上次课回顾 汽车自动收费站的设计流程 本节课内容自动售饮料机的设计 本节课重点 1. 通过本设计实例,进一步了解如何用状态机设计时序电路,同时掌握如何将状态图转换成VerilogHDL语言的方法。 2. 通过本设计实例,加深对if语句,以及 case语句的理解。 设计自动售饮料机涉及的基础知识 自动饮料机是一个典型的利用状态机进行电路设计的例子。 本例将采用有限状态机设计,使用case语句来描述各个状态之间的转换关系。 回顾case语句的使用 当多路选择的控制条件集中在某个变量的变化上时,用case语句加以表达十分方便和直观。case语句最适用于描述有限状态机。 case语句的用法如下 case(敏感表达式) 值1:快语句1; 值2:快语句2; …… 值n:快语句n; default:块语句n+1; endcase 当case语句中敏感表达式的值与值1相同时,执行块语句1;当敏感表达式的值与值2相同时,执行块语句2;依此类推,最后如果敏感表达式的值与上面列出的值1到n都不相同时,执行default后面的块语句n+1; 下面用case语句设计一个自动售饮料机 假定每瓶饮料售价为2.5元,可使用两种硬币,即5角(half_dollar)、一元(one _dollar),机器有找零功能。 下图是该自动售饮料机的示意图: 自动售饮料机的信号定义 clk: 时钟输入; reset: 为系统复位信号; half_dollar:代表投入5角硬币; one_dollar: 代表投入1元硬币; half_out: 代表找零信号; dispense: 代表机器售出一瓶饮料; collect: 用于提示投币者取走饮料。 自动售饮料机的程序(1) module sell(one_dollar,half_dollar, collect,half_out,dispense, reset, clk); parameter idle=0,half=1,one=2,two=3,three=4; // idle,half,one,two,three为中间状态量,代表投入币值的几种情况 input one_dollar,half_dollar,reset, clk; output collect, half _out, dispense; reg collect, half _out, dispense; reg[2:0] D; 自动售饮料机的程序(2) always @(posedge clk) begin if (reset) begin dispense=0;collect=0; half_out=0;D=idle; end 自动售饮料机的程序(3) case(D) idle: if( half_dollar ) D=half; else if ( one_dollar ) D=one; half: if( half_dollar ) D=one; else if ( one_dollar ) D=two; 自动售饮料机的程序(4) one: if( half_dollar ) D=two; else if ( one_dollar ) D=three; two: if( half_dollar ) D=three; else if ( one_dollar ) begin dispense=1;//售出饮料 collect=1;D=idle; end three: if( half_dollar ) begin dispense=1;//售出饮料 collect=1;D=idle; end else if ( one_dollar ) begin dispense=1;//售出饮料 collect=1; half_out=1; D=idle;
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