題目：自動售水機控制器的設計

一、大作業摘要該項目主要解決直飲水銷售機在銷售過程中的銷售處理和故障報警，維修報警通知等問題。主要用于學校和小區內直飲水的銷售終端機。甚至于延伸進入用戶家庭的一種銷售終端處理器。在制作過程中，存在很多問題，例如編譯錯誤，而自己無法找到錯誤，最終在請教老師以及與同學討論后才找出錯誤。還有一部分問題時暫時解決不了。例如在設計時，有一些非常好的想法，如在錯誤狀態下控制器的自我判斷與處理，對于卡內余額的顯示和處理。但是由于目前掌握的知識和能力有限，并不能很好的設計這樣的裝置。所以只能暫時擱淺，選擇較為簡單的方式。不過在以后的學習和實踐過程中，一定能解決這些問題。二、設計的背景、目的和意義背景：人居環境和生活水平的提高，居民對飲用水的安全關注度逐漸提高，一些飲水安全問題的曝光也激發了人們對安全飲用水需求的突增。目的和意義：現有飲用水機器控制器不能準確選擇水量，出現故障后無法及時報修，易長時間陷入癱瘓狀態。故此設計目的在于優化飲水機控制系統，使其更加人性化，能及時處理和排除故障。三、設計任務及要求處理輸入信號，對選定的購水量做出對應的操作。能夠判斷但前狀態是否正常，是否能夠滿足售水要求，并給出錯誤報警。在機器出現故障時，能輸出通知信號，通知維修人員進行檢修。四、確定輸入和輸出變量輸入：1.選擇水量3個輸入信號（模擬3個不同檔位水量選擇）2.刷卡輸入信息（模擬刷卡信息確認）3.機身水量信息（模擬檢測儲水量是否足夠）4.凈水裝置正常運作（模擬檢測凈水裝置是否正常）5清零信號（數據清零，進入初始狀態，模擬退卡）輸出1.出水3個輸出信號（模擬不同出水量檔位）2.報警——1個信（模擬錯誤報警）3.通知——1個信號（模擬通知維修人員的信號）六、整體設計框圖初始狀態數據輸入與處理正常狀態三檔位輸出水量異常狀態報警異常狀態通知維修十、狀態機設計（狀態轉換圖）十二、狀態機設計十二、狀態機設計modulecontrol(clk,nrst,flow,money,jssl,zc,chus,bj,tz);inputclk;//系統時鐘inputnrst;//復位信號，即取卡信號input[2:0]flow;//水量選擇inputmoney;//余額是否充足inputjssl;//機身水量是否充足inputzc;//飲水機是否正常工作output[2:0]chus;//出水outputbj;//報警信號outputtz;//通知維修十二、狀態機設計reg[2:0]chus;regbj,tz;//將輸出定義為reg型，可以儲存數據reg[3:0]cs;//當前狀態reg[3:0]ns;//下一個狀態parameter[3:0]idle=4'b0000,weixiubaojing=4'b0001,zhengchang=4'b0010,baojing=4'b0100,weixiu=4'b1000;//四個狀態，空閑，正常工作，報警狀態（余額不足），通知維修（飲水機水量不足或故障），報警并通知維修（余額不足且飲水機水量不足或故障）十二、狀態機設計//第一個always語句塊，順序狀態轉化always@(posedgeclk,negedgenrst)beginif(!nrst)cs<=idle;elsecs<=ns;end十二、狀態機設計//第二個always語句塊，根據不同的輸入轉換到不同的狀態always@(nrst,cs,flow,money,jssl,zc)begincase(cs)idle:begincase({money,jssl,zc}) 3'b111:ns=zhengchang; 3'b110,3'b101,3'b100:ns=weixiu; 3'b011:ns=baojing; 3'b010,3'b001,3'b000:ns=weixiubaojing; endcase end十二、狀態機設計zhengchang:begincase({money,jssl,zc}) 3'b111:ns=zhengchang; 3'b110,3'b101,3'b100:ns=weixiu; 3'b011:ns=baojing; 3'b010,3'b001,3'b000:ns=weixiubaojing; endcase end十二、狀態機設計zhengchang:begincase({money,jssl,zc}) 3'b111:ns=zhengchang; 3'b110,3'b101,3'b100:ns=weixiu; 3'b011:ns=baojing; 3'b010,3'b001,3'b000:ns=weixiubaojing; endcase end十二、狀態機設計weixiu:begincase({money,jssl,zc}) 3'b111:ns=zhengchang; 3'b110,3'b101,3'b100:ns=weixiu; 3'b011:ns=baojing; 3'b010,3'b001,3'b000:ns=weixiubaojing; endcase end十二、狀態機設計weixiubaojing:begincase({money,jssl,zc}) 3'b111:ns=zhengchang; 3'b110,3'b101,3'b100:ns=weixiu; 3'b011:ns=baojing; 3'b010,3'b001,3'b000:ns=weixiubaojing; endcase end十二、狀態機設計baojing:begincase({money,jssl,zc}) 3'b111:ns=zhengchang; 3'b110,3'b101,3'b100:ns=weixiu; 3'b011:ns=baojing;3'b010,3'b001,3'b000:ns=weixiubaojing; endcase endendcaseend//第二個always結束十二、狀態機設計//第三個always模塊，狀態機的輸出，根據狀態不同輸出不同的信號always@(posedgeclk,negedgenrst)beginif(!nrst){chus[2:0],bj,tz}<=5'b11111;elsebegin{chus[2:0],bj,tz}<=5'b11111;十二、狀態機設計case(cs)idle:{chus[2:0],bj,tz}<=5'b11111;weixiubaojing:beginchus<=3'b111;{bj,tz}<=2'b00;endzhengchang:beginchus<={~flow[2],~flow[1],~flow[0]};{bj,tz}<=2'b11;endbaojing:beginchus<=3'b111;{bj,tz}<=2'b01;endweixiu:beginchus<=3'b111;{bj,tz}<=2'b10;endendcaseendendendmodule十三、RTL圖十四、仿真時序圖機器故障正常缺水報警報修十五、演示照片初始狀態插卡水量輸出報警維修水量選擇刷卡水量正常十五、演示照片3種正常狀態輸出十五、演示照片錯誤狀態：讀卡信息錯誤，余額不足。【僅報警】十五、演示照片水量不足，通知維修人員機身故障，通知維修人員十五、演示照片故障情況下插卡購水，報警提示并且通知維修人員。十五、演示照片退卡，機器復位~十六、