我的EDA课程设计 Verilog HDL 自动售票机的实现
·设计目标：
本设计完成基于Verilog HDL的自动售票系统，综合软件用Quartus II8.1。
本自动售票系统可以完成1元、2元、3元、4元四种票的自动售出，货币种类可以是1元、5元、10元、50元、100元，能自动找零和显示
·总体设计：
共有四个主要模块和一个顶层模块：四个模块分别是主控模块、统计模块、出票模块和找零模块；顶层模块负责各模块间的连接，组成一个可用的自动售票系统。
总体结构如下：
·各模块设计：
统计模块：
根据各种货币输入，统计出总钱数提供给主控模块。每次售票完成后总钱数自动归零（主控模块提供售票完成信号，计数清零）
代码如下：
1: //统?计?钱?数?模?块?
2: module count ( rst, //复?位?高?有??
3: clr,
4: ci1,ci5,ci10,ci50,ci100, //1元?、?元?、?元?、?元?、?元?输?入?
5: cout //统?计?出?的?总?钱?数?
6: );
7:
8: input rst;
9: input clr; //清?零?信?号?
10: input ci1,ci5,ci10,ci50,ci100; //高?脉?冲?有??
11: output [7:0] cout;
12:
13: reg [2:0] q1,q5,q10,q50,q100;
14:
15: assign cout = q1 + 5*q5 + 10*q10 + 50*q50 + 100*q100;
16:
17: //一?元?计?数?
18: always @ (posedge rst or posedge clr or posedge ci1)
19: begin
20: if(rst==1) q1 <= 0;
21: else if(clr==1) q1 <= 0;
22: else
23: begin
24: q1 = q1 + 1;
25: end
26: end
27:
28: //5元?计?数?
29: always @ (posedge rst or posedge clr or posedge ci5)
30: begin
31: if(rst==1) q5 <= 0;
32: else if(clr==1) q5 <= 0;
33: else
34: begin
35: q5 = q5 + 1;
36: end
37: end
38:
39: //10元?计?数?
40: always @ (posedge rst or posedge clr or posedge ci10)
41: begin
42: if(rst==1) q10 <= 0;
43: else if(clr==1) q10 <= 0;
44: else
45: begin
46: q10 = q10 + 1;
47: end
48: end
49:
50: //50元?计?数?
51: always @ (posedge rst or posedge clr or posedge ci50)
52: begin
53: if(rst==1) q50 <= 0;
54: else if(clr==1) q50 <= 0;
55: else
56: begin
57: q50 = q50 + 1;
58: end
59: end
60:
61: //100元?计?数?
62: always @ (posedge rst or posedge clr or posedge ci100)
63: begin
64: if(rst==1) q100 <= 0;
65: else if(clr==1) q100 <= 0;
66: else
67: begin
68: q100 = q100 + 1;
69: end
70: end
71:
72: endmodule
模块先统计各种金额的货币数，然后用并行赋值（assign赋值语句）统计出总钱数输出。
仿真波形如下：
由仿真波形：
初始时，cout为0，即总钱数为0，经过货币输入脉冲后能准确记录输出钱的总数。清零脉冲后，cout可归零，只需把主控模块的完成脉冲加到此，则完成一次售票后，本模块可以自动归零，准备接受下一次投币。
主控模块：
完成总体控制和各种控制信号。
程序代码如下：
1: // 主?控?模?块?，?完?成?自?动?售?票?逻?辑?计?算?及?产?生?各?种?控?制?信?号?
2: module contrl ( rst,clk, //复?位?高?有?? 时?钟?
3: get,cancel,
4: sel, //票?类?别?，?
5: count, //票?数?
6: money, //总?钱?数?
7: mout, //找?零?钱?数?
8: finish, //出?钱?信?号?
9: finishp //出?票?信?号?
10: );
11:
12: input rst;
13: input clk; //时?钟?，?
14: input get,cancel;
15: input [1:0] sel,count;
16: input [7:0] money;
17: output reg [7:0] mout;
18: output reg finish,finishp; //完?成?脉?冲?
19:
20:
21: always @ (posedge rst or posedge clk)
22: begin
23: if(rst==1)
24: begin
25: mout <= 0;
26: finish <= 0;
27: finishp <= 0;
28: end
29: else
30: begin
31: if((get == 1)&&(money >= sel*count + count))
32: begin
33: finish <= 1;
34: finishp <= 1;
35: mout = money - sel*count - count;
36: end
37: else if((cancel == 1)||((get == 1)&&(money < sel*count + count)))
38: begin
39: finishp <= 0;
40: finish <= 1;
41: mout = money;
42: end
43: else
44: begin
45: finishp <= 0;
46: finish <= 0;
47: end
48: end
49: end
50:
51: endmodule
52:
本模块为主控制模块，产生各种控制信号并完成购票后余额的计算，控制其他模块一致完成自动售票。
仿真结果：
get cancel分别为确认买票，和取消买票信号，高脉冲有效，由仿真图：买4元一张的票3张，总钱数50，仿真结果 输出完成信号脉冲和出票信号脉冲，并输出找零总数38元，正确。
出票模块：
根据所需票和主控模块传来的出票信号输出相应的票。
代码如下：
1: //出?票?模?块?
2: module chupiao ( rst,clk, //复?位?高?有??
3: en, //使?能?
4: sel, //票?类?别?
5: count, //票?数?
6: co1,co2,co3,co4 //各?种?票?输?出?
7: );
8:
9: input rst,clk;
10: input en; //
11: input [1:0] sel,count; //高?脉?冲?有??
12: output co1,co2,co3,co4;
13:
14: reg [3:0] q;
15:
16: reg [1:0] qsel;
17: reg [2:0] qcount;
18:
19: assign co1 = q[0];
20: assign co2 = q[1];
21: assign co3 = q[2];
22: assign co4 = q[3];
23:
24: always @ (posedge rst or posedge en or posedge clk)
25: begin
26: if(rst==1) q <= 0;
27: else if(en==1)
28: begin
29: q <= 0;
30: qsel <= sel;
31: qcount <= count * 2;
32: end
33: else
34: begin
35: if(qsel==0)
36: begin
37: if(qcount != 0)
38: begin
39: q[0] = ~q[0];
40: qcount <= qcount - 1;
41: end
42: end
43: else if(qsel==1)
44: begin
45: if(qcount != 0)
46: begin
47: q[1] = ~q[1];
48: qcount <= qcount - 1;
49: end
50: end
51: else if(qsel==2)
52: begin
53: if(qcount != 0)
54: begin
55: q[2] = ~q[2];
56: qcount <= qcount - 1;
57: end
58: end
59: else
60: begin
61: if(qcount != 0)
62: begin
63: q[3] <= ~q[3];
64: qcount <= qcount - 1;
65: end
66: end
67: end
68: end
69:
70: endmodule
本模块接收主控模块产生的finishp作为使能信号，根据所选票及票数输出相应的票，输出票为脉冲（一个脉冲代表一张票）。
仿真结果如下：
co1-co4是对应票输出，每脉冲一张票。要买3张4元每张的票：仿真结果输出三个co4的脉冲，正确。
找零模块：
根据主控模块送来的需找零钱数或是需退回钱数输出相应票额。
根据找零钱数计算并输出相应的票额，一个时钟周期为输出一次（一个时钟周期长度为一张对应面额的钱）。
找零模块：
根据主控模块送来的需找零钱数或是需退回钱数输出相应票额。
各信号
根据找零钱数计算并输出相应的票额，一个时钟周期为输出一次。
1: // 找?零?模?块?，?完?成?找?零?功?能?
2: module zhao ( rst,clk, //复?位?高?有?? 时?钟?
3:
4: //使?能?
5: money, //找?零?钱?数?
6: cak1,cak5,cak10,cak50 //找?零?1 5 10 50 元?
7: );
8:
9: input rst;
10: input clk; //
11: input [7:0] money;
12: output cak1,cak5,cak10,cak50;
13:
14: reg [3:0] qout;
15:
16: reg [2:0] q1,q5,q10,q50;
17:
18: assign cak1 = qout[0];
19: assign cak5 = qout[1];
20: assign cak10 = qout[2];
21: assign cak50 = qout[3];
22:
23: always @ (posedge rst or posedge clk)///negedge
24: begin
25: if(rst==1) qout <= 0;
26: else if(money!=0)
27: begin
28: qout <= 0;
29: q50 = money / 50;
30: q10 = (money - q50*50)/10;
31: q5 = (money - q10*10 - q50*50)/5;
32: q1 = money - q5*5 -q10*10 -q50*50;
33: end
34: else
35: begin
36: if(q50 != 0)
37: begin
38: qout[3] <= 1;
39: q50 <= q50 - 1;
40: end
41: else if(q10 != 0)
42: begin
43: qout[3] = 0;
44: qout[2] = 1;
45: q10= q10 -1;
46: end
47: else if(q5!=0)
48: begin
49: qout[3:2] = 0;
50: qout[1] = 1;
51: q5 = q5 - 1;
52: end
53: else if(q1 != 0)
54: begin
55: qout[3:1] = 0;
56: qout[0] = 1;
57: q1 = q1 - 1;
58: end
59: else
60: begin
61: qout <= 0;
62: end
63: end
64: end
65:
66: endmodule
本模块接收主控模块的找零总数，并根据其值进行找零操作。
仿真结果如下：
要找零28元，如仿真图：找回10元两张，5元一张，1元三张，结果正确。
顶层模块：
本设计顶层模块亦用Verilog HDL语言实现，完成各模块间输入出信号的连接，用元件例化组成一个完整的自动售票系统。
代码如下：
1: module piao ( rst,clk, //复?位?、?时?钟?信?号?输?入?
2: get,cancel,
3: sel,count,
4: ci1,ci5,ci10,ci50,ci100,//1元?、?元?、?元?、?元?、?元?输?入?
5: co1,co2,co3,co4, //出?票?
6: cak1,cak5,cak10,cak50, //找?零?
7: cout //找?零?显?示?
8: );
9: input rst,clk;
10: input get,cancel; //确?认?、?取?消?买?票?信?号?高?脉?冲?有??
11: input ci1,ci5,ci10,ci50,ci100; //高?脉?冲?有??
12: input [1:0] count,sel;
13:
14: output co1,co2,co3,co4; //高?脉?冲?有??
15: output cak1,cak5,cak10,cak50; //高?脉?冲?有??
16: output [7:0] cout;
17:
18: wire [7:0] mcount; //总?钱?数?
19: wire finish;
20: wire finishp;
21: wire [7:0] a;
22:
23: assign cout = a;
24:
25: count u1 (rst,finish,ci1,ci5,ci10,ci50,ci100,mcount);
26: contrl u2 (rst,clk,get,cancel,sel,count,mcount,a,finish,finishp);
27: chupiao u3 (rst,clk,finishp,sel,count,co1,co2,co3,co4);
28: zhao u4 (rst,clk,a,cak1,cak5,cak10,cak50);
29:
30: endmodule
程序完成各信号的连接，通过各个信号把各模块实例化并正确连接，完成自动售票功能。
·仿真结果：
（仿真结果即是顶层模块仿真结果）：
当取消买票时，当退回投币金额，且不输出票，如下图，仿真正确
sel=3,count=3买3张4元一张的票,ci100一个输入脉冲（即输入100元）
有结果可以看出，找零50+10*3+5+1*3；cout：88 找零88元
结果正确
·总结：
本系统可以完成自动售票逻辑，售票完成后不需手动复位，售票完成后自动进入等待下一次售票，通过主控模块输出完成的控制信号（finish），让统计模块清零，其他模块完成后即可进行下一次售票的操作。
Verilog HDL语言以类C的灵活而被广泛使用，通过这个课程设计的完成，加深的对verilog的学习和对硬件描述语言的认识。
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作者：给我一杯酒
出处：http://Engin.cnblogs.com/
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