设计一个自动饮料售卖机，饮料 1.5元，硬币有5角和1元的两种，并考虑找零。注意，一次只能投一枚硬币，一次只能找零一枚硬币。请自行定义输入输出信号含义，画出状态机状态转换图，并用verilog语言完成设计。(26分)

设计一个自动饮料售卖机的状态机需要考虑以下几个步骤：

1. **状态定义**：
- 状态1：准备接收货币
- 状态2：识别硬币面额
- 状态3：验证硬币并扣除相应金额
- 状态4：确认支付成功，等待取货
- 状态5：找零（如果必要）
- 状态6：交易结束，关闭出货口

2. **输入输出信号**：
- **输入**：硬币投入信号coin_in、找零请求signal_refund
- **输出**：硬币识别结果coin_value（0表示无效，1表示5角，2表示1元）、饮料出货信号drink_out、找零硬币信号change_out
- **内部信号**：硬币余额balance，商品价格price（1.5元）

3. **状态转移条件**：
- 从状态1到状态2：接收到硬币
- 从状态2到状态3：识别硬币面额
- 从状态3到状态4：验证硬币有效，余额足够
- 从状态4到状态5：用户请求找零
- 从状态5到状态4：找零完成后回到正常交易流程
- 使用case结构处理状态转移和相应的操作
- 存储器用于存储硬币余额和当前状态信息
- 定义触发器或组合逻辑更新状态和显示输出

module vending_machine(
    input coin_in,
    input signal_refund,
    output [1:0] coin_value,
    output drink_out,
    output change_out,
    input price //假设价格已固定为1.5
);

// 状态变量定义
reg [1:0] state;
wire refill_required;

always @(posedge clk) begin
    case(state)
        0: if (coin_in) begin
            coin_value <= 0; // 验证硬币前标记为无效
            state <= 1;
        end
        1: if (!valid_coin(coin)) begin
            coin_value <= 0; // 无效硬币
            state <= 0;
        else begin
            coin_value <= coin_side; // 根据硬币面额更新值
            state <= 2;
        end
        // ... (继续其他状态的处理)
        5: if (signal_refund && balance >= price) begin
            refill_required <= 1;
            state <= 4;
        end
        // ... (找零后回到状态4)
        6: begin
            drink_out <= 1;
            state <= 6; // 交易结束
        end
    endcase
end

// 其他辅助逻辑如硬币验证函数valid_coin，余额计算等
// ...

endmodule