状态机自动售货机

2023/9/2#1状态机设计--自动售货机2023/9/2#2

状态机(StateMachine)是一类很重要的时序电路，是很多数字电路的核心部件，是大型电子设计的基础。状态机相当于一个控制器，它将一项功能的完成分解为若干步，每一步对应于二进制的一个状态，通过预先设计的顺序在各状态之间进行转换，状态转换的过程就是实现逻辑功能的过程。状态机设计

--自动售货机2023/9/2#3图1一般状态机结构框图

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要求：货物单价1.5元，有1元和0.5元两种硬币，每次投入一枚硬币，机器能找零。自动售货机2023/9/2#5状态机设计

--自动售货机状态转换图2硬件验证测试4需求分析31编程及仿真332023/9/2#61、需求分析货物单价：1.5元两种硬币：1元或0.5元每次可投入一枚硬币可以输出货物也可能找零投币口找零口出货口自动售货机的VHDL设计。要求：2023/9/2#71、需求分析货物单价：1.5元两种硬币：1元或0.5元每次可投入一枚硬币可以输出货物也可能找零自动售货机的VHDL设计。要求：三种输入：0元0.5元1元五种状态已投入0元已投入0.5元已投入1元已投入1.5元已投入2元S0S1S2S3S4三种输出：无输出有货物，无找零有货物，并找零000110IN1Y0010112023/9/2#82、状态转换图IN1状态/YS0/00S2/00S3/10S1/00S4/1100000100000001010110101010102023/9/2#92、状态转换图IN1状态/YS0/00S2/00S3/10S1/00S4/1100000100000001010110101010102023/9/2#103、编程及仿真实体结构体2023/9/2#113、编程及仿真IN1CLKYZDLIBRARYIEEE;USEIEEE.std_logic_1164.ALL;ENTITYZDISPORT(clk,RST:IN

std_logic;

IN1:INstd_logic_vector(1DOWNTO0);Y:OUT

std_logic_vector(1DOWNTO0));ENDZD;RST实体2023/9/2#123、编程及仿真结构体2023/9/2#133、编程及仿真ARCHITECTUREbeOFZDIS……BEGIN

reg:PROCESS(RST,clk)--时序进程 BEGIN

…… Endprocess; com:PROCESS(current_state,IN1)--组合进程 BEGIN

…… Endprocess;ENDbe;IFRST='1'THENcurrent_state<=S0;ELSIFclk'eventandclk='1’THENcurrent_state<=next_state;ENDIF;CASEcurrent_stateISWHENS0=>WHENS1=>WHENS2=>WHENS3=>WHENS4=>ENDCASE;Y<="00";IFIN1=“00”THENnext_state<=S0；

ELSIFIN1="01"THENnext_state<=S1; ELSIFIN1="10"THENnext_state<=S2;ENDIF;TYPEfsm_stIS(S0,S1,S2,S3,S4);

SIGNALcurrent_state,next_state:fsm_st;2023/9/2#143、编程及仿真ARCHITECTUREbeOFZDISTYPEfsm_stIS(S0,S1,S2,S3,S4);SIGNALcurrent_state,next_state:fsm_st;BEGINreg:PROCESS(RST,clk)BEGINIFRST='1'THENcurrent_state<=S0;ELSIFclk'eventandclk='1‘THENcurrent_state<=next_state;ENDIF;ENDPROCESS;com:PROCESS(current_state,IN1)BEGINCASEcurrent_stateISWHENS0=>Y<="00";IFIN1="00"THENnext_state<=S0;ELSIFIN1="01"THENnext_state<=S1;ELSIFIN1="10"THENnext_state<=S2;ENDIF;2023/9/2#15WHENS1=>Y<="00";IFIN1=“00”THENnext_state<=S1；

ELSIFIN1="01"THENnext_state<=S2;ELSIFIN1="10"THENnext_state<=S3;ENDIF;WHENS2=>Y<="00";IFIN1=“00”THENnext_state<=S2；

ELSIFIN1="01"THENnext_state<=S3;ELSIFIN1="10"THENnext_state<=S4;ENDIF;WHENS3=>Y<="10";IFIN1=“00”THENnext_state<=S0；

ELSIFIN1="01"THENnext_state<=S1;ELSIFIN1="10"THENnext_state<=S2;ENDIF;3、编程及仿真WHENS4=>Y<="11";IFIN1="00"THENnext_state<=S0;

ELSIFIN1="01"THENnext_state<=S1;ELSIFIN1="10"THENnext_state<=S2;ENDIF;ENDCASE;ENDPROCESS;ENDbe;

2023/9/2#163、编程及仿真编程2023/9/2#173、编程及仿真仿真2023/9/2#183、编程及仿真结果分析2023/9/2#194、硬件验证测试找零货物0.5元