VHDL实现：自动售货机的数字系统设计

"基于VHDL语言的自动售货机设计文档主要涵盖了自动售货机的硬件设计，包括按键、时钟、投币、RAM、输出、译码显示和控制器等模块，以及其工作流程和状态转移图。设计中考虑了不同面值的硬币投入，并有找零功能。" 在数字系统设计中，VHDL是一种广泛应用的硬件描述语言，用于描述和实现电子系统的逻辑功能。在这个自动售货机的设计中，VHDL被用来构建各个模块，包括： 1. **按键模块**：包括set和finish两个按键。set键用于预设商品价格和数量，而finish键则用于确认交易并进行价格比较。 2. **时钟模块**：由clk提供，它是系统运行的基础，确保所有操作按时间同步进行。 3. **投币模块**：设有coin5和coin10两个接口，分别代表五角和一元硬币的投入。 4. **RAM模块**：用于存储商品的价格和数量，通过set键进行设置。 5. **输出模块**：包括y0投币数显示，显示投入的硬币总额；act饮料出口，用于输出选定的饮料。 6. **译码显示模块**：可能包含数码管，用于实时显示投入的硬币总数。 7. **控制器模块**：负责协调各个模块的工作，根据输入信号和状态转移图进行决策。 状态转移图是理解系统动态行为的关键。在这个设计中，自动售货机有十个状态，从idle（空闲）开始，根据投入的硬币面值（coin5和coin10）变化，直到finish键被按下进行交易结算。每个状态代表了一种特定的硬币组合，当满足或超过商品价格时，会输出相应的饮料并进行找零。 状态转移图描述了系统在不同输入信号下的状态变化，例如，当coin5为1（投入五角硬币）时，数据输入datain为01，表示进入state1。同理，当coin10为1（投入一元硬币）时，datain为10，进入相应状态。finish为1时，表示结束投币并进行交易处理。 在output信号中，当处于state4、state6、state8、state10这些状态，且datain为00（finish键按下）时，会分别输出对应价格的饮料（1.5元、2.5元、3.5元、4.5元）。同时，如果下一个上升沿到来，系统将进入新的状态或执行其他操作，如找零。 这个设计展示了VHDL如何用于实现一个复杂的嵌入式系统，涵盖了硬件设计的各个方面，包括输入/输出处理、状态机逻辑和存储单元的使用。通过VHDL，设计师能够清晰地表达系统的逻辑结构，便于仿真和硬件实现。