HDLVerilog課程設計報告自動售貨機

1、Verilog HDL課程設計報告實驗名稱：基于Verilog HDL的自動售貨機指導老師：王冠軍班級：信科12-1姓名：吳濤號：06122485第一章 系統(tǒng)設計1.1 系統(tǒng)設計(1) 用四個發(fā)光二極管分別模擬售出價值為 5角、1元、1.5 元和 2 元的小商品， 購買者可以通過開關選擇任意一種標價中的小商品。(2) 燈亮時表示該小商品售出。(3) 用開關分別模擬 5角、1 元硬幣和 5元紙幣投入，可以用幾只發(fā)光二極管 (或 數(shù)碼管 )分別代表找回剩余的硬幣。(4) 每次只能售出一種小商品，當所投硬幣達到或超過購買者所選面值時，售 出貨物并找回剩余的硬幣，回到初始狀態(tài)；(5) 當所投硬幣值不足

2、面值時， 可通過一個復位鍵退回所投硬幣， 回到初始狀 態(tài)。第二章 詳細設計2.1 自動售貨機狀態(tài)描述判斷開關被按下的個數(shù) N 。若 N>=2 表示所選本次選擇無效，返回初始狀態(tài)； 若 N=1 則顯示所選商品，并繼續(xù)執(zhí)行下面的流程。 3 個開關分別代表三種商品。 4 個開關分別代表投入 0.5 元， 1元， 2元， 5 元，統(tǒng)計投入總額。投入總額與商品 價格做比較， 如果總額 <商品價格，退錢并返回初始狀態(tài)如果總額 >= 商品價格， 則 繼續(xù)執(zhí)行下面的程序。找零 =總額 -商品價格，數(shù)碼管顯示找零金額。狀態(tài)圖如圖2.1 所示：2.2 詳細狀態(tài)描述2.2.1 初始狀態(tài)各變量都設置

3、為零，按下 rst 鍵后，一切恢復到初始狀態(tài)。2.2.2 選商品狀態(tài)分別有價格為 0.5元、 1元、 1.5元和 2 元的商品，每次選擇商品前，設置一 個標志位 btn_sell 表示選擇商品狀態(tài)。 此自動售貨機每一次售貨時只能一次選擇一 種商品，當同時選擇兩種以上時，選擇商品無效，數(shù)碼管顯示清零，重新進行商 品選擇。選擇商品后，數(shù)碼管顯示所選商品價格。2.2.3 投幣狀態(tài)當選好商品后，開始投幣。同樣有一標志位 btn_price 表示投幣金額。投幣口 只接受三種面值的錢幣 0.5元、 1元和 5元，可以同時投入多種面值錢幣。投完幣 后，先有一個確認買商品的過程，若投了幣但又不購買商品了，就將

4、全部投幣金 額退回；若確認購買商品，則進入下一狀態(tài)找零狀態(tài)。2.2.4 找零狀態(tài) 投完幣，并確認購買商品后，進入找零狀態(tài)。首先要將所投的金額與所選商品 的價格做比較，若所投金額小于商品價格，則退回所投錢幣；若大于等于商品價 格，則兩者做差，得到需要找零的錢。第三章 軟件設計3.1 程序總流程圖3.2 程序module seller(clk,rst,dis_mony,btn_ok,btn_mon,btn_sell,led_warn,led,beep);input clk,rst,btn_ok;input 2:0 btn_mon;/ 選擇放入的錢input 3:0 btn_sell;/ 選擇商品

5、bbt_5,gz_10,kqs_15,kl_20output 3:0 led;/led_5,led_10,led_15,led_20output led_warn;/ 錢不足，指示燈output 10:0 dis_mony;/ 數(shù)碼管顯示投入面值， dia_mony10:8=com 位選,dis_ mon y7:0=段碼output beep;integer r;reg clk_500Hz;reg 3:0 led;/led_5,led_10,led_15,led_20reg led_warn;/ 警告放入錢不足reg 10:0 dis_mony;reg 31:0 counter;reg 9:0

6、 price,price_all;reg 1:0 flag = 2'b00;數(shù)碼管顯示標志位reg beep=0;parameter COUNT1 = 25'd10000;/* 分頻使數(shù)碼管顯示穩(wěn)定 */always (posedge clk)beginif(counter= 0)begincounter <= COUNT1;clk_500Hz <= clk_500Hz;endelsecounter <= counter-1;endalways (negedge rst or posedge clk)beginif (rst=0)beginled = 4

7、9;b0000;/LED 滅price_all = 0;/ 價格清零 led_warn = 0;price = 0;beep = 0;endelsebeg in/*三種面值共8種組合*/case(btn_mon)3'b001:begin price_all = 5;end3'b010:begin price_all = 10;end3'b100:begin price_all = 50;end3'b011:begin price_all = 15;end3'b101:begin price_all = 55;end3'b110:begin pri

8、ce_all = 60;end3'b111:begin price_all = 65;end default:begin price_all = 0;end endcasecase(btn_sell)4'b0001:begin price = 5;end4'b0010:begin price = 10;end4'b0100:begin price = 15;end4'b1000:begin price = 20;enddefault:begin price = 0;endif(btn_ok = 1)beginif(price_all < price

9、) / 放入錢不足begin led_warn = 1; price = 0;endelsebegin /金錢足夠price_all = price_all-price;beep = 1;case(price) /LED 燈顯示貨物賣出5: begin led = 4'b0001;end10:begin led = 4'b0010;end15:begin led = 4'b0100;end20:begin led = 4'b1000;end endcaseendend else beep = 0;endend/* 分頻后將時鐘給數(shù)碼管，數(shù)碼管分別顯示放入錢的多少

10、、商品價格*/always (posedge clk_500Hz)begincase(flag)2'b00:beginr=price_all%10;case(r)0:begin dis_mony=11'b111_0011_1111;end 1:begin dis_mony=11'b111_0000_0110;end 2:begin dis_mony=11'b111_0101_1011;end 3:begin dis_mony=11'b111_0100_1111;end 4:begin dis_mony=11'b111_0110_0110;end

11、5:begin dis_mony=11'b111_0110_1101;end 6:begin dis_mony=11'b111_0111_1101;end 7:begin dis_mony=11'b111_0000_0111;end 8:begin dis_mony=11'b111_0111_1111;end 9:begin dis_mony=11'b111_0110_1111;end endcaseflag = 2'b01; end 2'b01: beginr=price_all/10;case(r)0:begin dis_mony=1

12、1'b110_1011_1111;end 1:begin dis_mony=11'b110_1000_0110;end 2:begin dis_mony=11'b110_1101_1011;end 3:begin dis_mony=11'b110_1100_1111;end 4:begin dis_mony=11'b110_1110_0110;end 5:begin dis_mony=11'b110_1110_1101;end 6:begin dis_mony=11'b110_1111_1101;end 7:begin dis_mony=

13、11'b110_1000_0111;end 8:begin dis_mony=11'b110_1111_1111;end 9:begin dis_mony=11'b110_1110_1111;endflag = 2'b00;endendcaseend/* 數(shù)碼管段碼表 */function 7:0 led7;input 3:0 dis_input;begincase (dis_input)0 : led7 = 8'b0011_1111;1 : led7 = 8'b0000_0110;2 : led7 = 8'b0101_1011;3 :

14、led7 = 8'b0100_1111;4 : led7 = 8'b0110_0110;5 : led7 = 8'b0110_1101;6 : led7 = 8'b0111_1101;7 : led7 = 8'b0000_0111;8 : led7 = 8'b0111_1111;9 : led7 = 8'b0110_1111;default : led7 = 8'b0011_1111;endcaseendendfunctionendmodule第四章 結(jié)果與討論4.1 實驗調(diào)試4.1.1 調(diào)試步驟 運行 Quartus II 軟件

15、，新建工程 建立文本文件 Verilog HDL File 。在文件中寫入程序。保存，編譯。 分配管腳。保存，編譯。 將生成的 .sof 文件寫入 FPGA 試驗箱中。 根據(jù)要求選擇幾種買東西的可能情況，在實驗箱上實驗，觀察記錄結(jié)果。4.1.2 實驗現(xiàn)象選擇買 0.5 元的商品，投 5 元的金額，調(diào)試現(xiàn)象如下： 選擇 0.5 元商品數(shù)碼管顯示 0.5，再選擇一種商品，數(shù)碼管顯示清零， 重新進行商品選擇。 按下 5 元投幣鍵，對應數(shù)碼管顯示 5.0。 按下確認購買幵關，找零時，對應數(shù)碼管顯示4.5，蜂鳴器響，對應0.5 元商品的 LED 燈亮。選擇 1.5元的商品，投 1元的金額，調(diào)試現(xiàn)象如下：

16、 選擇 1.5 元的商品，對應數(shù)碼管顯示 1.5。 按下 1 元的投幣鍵，對應數(shù)碼管顯示 1。 找零顯示 1 元，退回所投的錢，表示警告的 LED 燈亮(交易不成功)。4.2 結(jié)果與分析 調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及原因：(1) 本程序 定義了函數(shù)， 注意函數(shù)結(jié)構(gòu)的定義以及函數(shù)的調(diào)用 (函數(shù)不能作 為單獨的語句進行調(diào)用)。(2) 在編寫完程序之后，編譯運行成功后，注意數(shù)碼管管腳的連接，參考實 驗指導書。(3) 后面一切正常后， 但是仍然出不了正確的結(jié)果， 經(jīng)過和同學的相互討論，才發(fā)現(xiàn)按鈕按下是 0，懸空是 1。最后及時發(fā)現(xiàn)并得出了正確的實驗結(jié)果。第五章 總結(jié)經(jīng)過幾次實驗，讓我對 Verilog HDL 有了很深刻的認識，從剛開始接觸 EDA 到現(xiàn)在的Verilog HDL 的學習，讓我對這些硬件描述語言有了進一步的理