原创 125自动售货机

 2009-11-28 18:00  2427 11 11 分类: FPGA/CPLD

最近在看笔试面试题，发现这个“自动售货机”的题目挺是经典。觉得自己应该能应付的过来，做起来才发现，没那么简单——明明不用状态机就能实现的，逼着自己往状态机那边跑，脑汁差不多被榨干了。或许新手就是这样子...经验不行。

大概写了3个版本，也模仿了某书上的模式写了个 Mealy状态机，结果发现貌似Quartus2 并不认可这个状态机，直接提示 NO STATE MACHINE。为了能在Quartus里面看到状态机{（— —#）有点心理那个...}，折磨半天，最后弄成这个版本

----------- 回归主题

假设存在投币检测装置，能输出触发脉冲信号clk_coin，及当次投币种类coin。

并假设 clk_coin 宽度<coin宽度。

当投币金额>=5时，asignal翻转一次，表示可以投递出一瓶可乐。

balance实时表示余额。

------------------------------本来已经设计好写完投递控制器的代码，及退币的代码，想起还要帮同学做 PLD设计的结课论文（又是电子时钟！）...搁置~ing

module monsta(
clk_coin,
coin,
balance,
asignal
);

input clk_coin; //投币检测装置产生的时钟
input [2:0] coin; //投币类型 (0,1,2,5)-- “0”表示无效的投币
output [4:0] balance; //余额
output asignal; // 当投币金额数目满足>=5时，输出跳变一次

reg [4:0] balance = 4'b0000;
reg asignal;
reg [4:0] money = 4'b0000;

wire clk_coin_n;
reg [3:0] state; //最好不要初始化state

//表示状态
parameter m0 = 4'b0000,
    m1 = 4'b0001,
    m2 = 4'b0010,
    m3 = 4'b0011,
    m4 = 4'b0100;

//------------------------------------------

assign clk_coin_n = ~clk_coin; //产生一个反相时钟

always @ (posedge clk_coin or posedge clk_coin_n)
begin
if(clk_coin)         //正相时钟上沿统计金额
begin
  money <= coin + balance; //结果的位宽可能为4位（最大为9-即1001）
end
else            //反相时钟上沿计算状态
begin

  case(state)
//-------------------
  m0:
  begin
   if(money > 4'b0100)    //金额>=5
   begin
    balance <= m0;    //计算余额，这里balance的值肯定是0，不存在其他情况
    asignal <= ~asignal;    //输出跳变
    state <= m0;      //下一个状态
   end
   else
   begin
    balance <= money;   //当前金额<5时，该值作为余额
    if(money == m1)   //如果投入的硬币是1，则状态是1
     state <= m1;
    else if(money == m2) //如果投入的硬币是2，则状态是2
     state <= m2;
    else
     state <= m0;
   end
  end
//-------------------
  m1:
  begin
   if(money > 4'b0100)
   begin
    balance <= m1;
    asignal <= ~asignal;
    state <= m1;
   end
   else
   begin
    balance <= money;
    if(money == m2)
     state <= m2;
    else if(money == m3)
     state <= m3;
    else
     state <= m1;
   end
  end
//-------------------
  m2:
  begin

   if(money > 4'b0100)
   begin
    balance <= m2;
    asignal <= ~asignal;
    state <= m2;
   end
   else
   begin
    balance <= money;
    if(money == m3)
     state <= m3;
    else if(money == m4)
     state <= m4;
    else
     state <= m2;
   end
  end
//-------------------
  m3:
  begin
   if(money > 4'b0100)   // 当次投入的是2或者5
   begin
    if(money - 4'b0101 == m0)    // 当次投入的是2
    begin
     balance <= m0;
     asignal <= ~asignal;
     state <= m0;
    end
    else  //当次投入的是5
    begin
     balance <= m3;
     asignal <= ~asignal;
     state <= m3;
    end

   end
   else   // 当次投入的是1 或者 0
   begin
    balance <= money;
    if(money == m4)   //当次投入的是1
     state <= m4;
    else
     state <= m3;
   end
  end
//-------------------
  m4:
  begin
   if(money > 4'b0100)   // +1 or +2 or +5
   begin
    if(money - 4'b0101 == m0)    // money="5"
    begin
     balance <= m0;
     asignal <= ~asignal;
     state <= m0;
    end
    else if(money - 3'b101 == m1) //money =6
    begin
     balance <= m1;
     asignal <= ~asignal;
     state <= m1;
    end
    else  //money = 9
    begin
     balance <= m4;
     asignal <= ~asignal;
     state <= m4;
    end

   end
   else   // money = 4
   begin
    balance <= m4;
    state <= m4;
   end
  end
//-------------------
  default:
  begin
   balance <= m0;
   asignal <= 1'b0;
   state <= m0;
  end

endcase
end
end