1、 电子技术基础电子技术基础 课课 程程 设设 计计 题目名称：题目名称： 自动售货机自动售货机 姓姓 名：名： 学学 号：号： 组员姓名：组员姓名： 班班 级：级： 指导教师指导教师： 评语：评语： 成绩：成绩： 教师签名：教师签名： 摘要摘要 自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、 方便交易。 1925 年美国研制出售香烟的自动售货机，此后又出现了出售邮票、车票的各种 现代自动售货机。一般的自动售货机由钱币装置、指示装置、贮藏售货装置等组 成。钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的 种类，计算金额。如果投入的金额达到购买物品的数值即
2、发出售货信号，并找出 余钱。指示装置用以指示顾客所选商品的品种。贮藏售货装置保存商品，接收出 售指示信号，把顾客选择的商品送至付货口。一般售货机的钱币装置由投币口、 选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找钱装置组成。 而本次课程设计的内容就是在学习相关 Verilog 代码之后，再结合本学期学习的数 字电子技术及其实验的相关知识， 通过画出状态图等方式， 清楚其逻辑关系和运算过程， 编写一个简单的自动售货机程序，实现投入不同的硬币数量和面值，可以得到相应的实 际结果，包括出货、找零等功能。并且利用ModelSim软件来实现程序的测试，以及结果 的输出和检验。 关键字：关键字：
3、 自动售货机 Verilog ModelSim软件 状态图 目录目录 1 1 设计目的设计目的 . 1 2 2 设计题目设计题目 . 1 3 3 设计要求设计要求 . 1 4 4 设计内容设计内容 . 2 4.1 有限状态机的描述 2 4.2 状态变化图 . 2 4.3 定义时钟信号 . 3 4.4 定义输入和输出端口 3 4.5 VERILOG代码编写 . 4 4.5.1 主程序：用 Verilog 语言的 case 语句 . 4 4.5.2 测试程序 6 4.6 有限状态机图 . 8 5 5 设计内容仿真实验结果设计内容仿真实验结果 9 5.1 运行过程 . 9 5.2 波形分析 . 10
4、 6 6 参考文献参考文献 . 12 电子课程设计总结与体会电子课程设计总结与体会 13 1 1 1 设计目的设计目的 （1） 掌握有限状态机的概念和描述方法； （2） 掌握时序电路系统的设计方法； （3） 学些和掌握 Verilog描述数字系统的方法； （4） 学习和掌握 ModelSim等软件的使用方法； （5） 学习和了解 IC 设计的基本流程。 2 2 设计题目设计题目 （1） 可投 5 角和一元两种硬币； （2） 饮料单价为 2.5 元； （3） 系统能够根据用户输入的硬币，判断钱币是否足够，当所投硬币达到或者超过购 买者所选面值时，则根据顾客的要求自动售货，并找回剩余的硬币，然后回
5、到初 始状态， 当所投硬币面值不够时， 则给出提示， 并通过一个复位键退回所投硬币。 然后回到初始状态。 3 3 设计要求设计要求 （1） 描述有限状态机； （2） 定义输入和输出端口； （定义各种输出状态，显示操作结果） （3） 定义时钟； （4） Verilog代码编写； （5） ModelSim综合电路，输出电路的网表； （6） 编写测试向量，绘制测试波形； 2 4 4 设计内容设计内容 4.1 有限状态机的描述 有限状态机（finite-state machine, FSM）是表示有限个状态以及在这些状态之 间的转移和动作等行为的数学模型。在数字电路系统中，有限状态机是一种十分重要的
6、时序逻辑电路模块。它对数字系统的设计具有十分重要的作用。有限状态机是指输出取 决于过去输入部分和当前输入部分的时序逻辑电路。一般来说，除了输入部分和输出部 分外，有限状态机还含有一组具有“记忆”功能的寄存器，这些寄存器的功能是记忆有 限状态机的内部状态，它们常被称为状态寄存器。在有限状态机中，状态寄存器的的下 一个状态不仅与输入信号有关，而且还与该寄存器的当前状态有关，因此有限状态机又 可以认为是组合逻辑和寄存器逻辑的一种组合。其中，寄存器逻辑的功能是存储有限状 态机的内部状态；而组合逻辑又可以分为次态逻辑和输出逻辑两部分，次态逻辑的功能 是确定有限状态机的下一个状态，输出逻辑的功能是确定有限状态机的输出。 4.2 状态变化图 线段表示 money_in=2b01 表示每次投币 5 角（S1S2，S2S3，S3S4， S4S5） 线段表示 money_in=2b10 表示每次投币 1 元（S1S3，S
