自动售货机 FPGA 设计 Verilog Quartus（2）

名称：自动售货机 FPGA 设计 Verilog Quartus（2）

软件：Quartus

语言：Verilog

功能介绍

自动售货机 FPGA 设计 Verilog Quartus（2） 实现了 auto_sell_T060 相关的 FPGA 逻辑功能，包含完整 HDL 源码、工程文件、设计说明和付费下载压缩包，适合作为数字逻辑课程设计、实验验证或二次开发参考。

核心顶层模块为 auto_sell，可从顶层端口、时钟复位、子模块例化和输出控制关系入手阅读代码。

正文整理了设计说明、关键结构和部分代码，便于快速了解工程实现方式。

运行环境

• 源码语言：Verilog
• 开发软件：Quartus
• 交付内容：HDL 源码、工程文件、设计说明和下载压缩包

设计思路

该工程可按自顶向下方式理解：先查看顶层模块端口定义，确认时钟、复位、输入输出接口，再顺着子模块例化关系分析控制路径和数据路径。

主要模块包括：state_ctrl、display_num、auto_sell、key_jitter。调试时可先验证核心控制模块，再联调顶层工程。

工程中包含管脚约束/分配文件，移植到其他板卡时需要重点核对时钟、复位、按键、显示或通信接口等约束。

模块结构

主要工程/源码文件如下：

• auto_sell_sim/auto_sell.qsf
• auto_sell_sim/auto_sell.qpf
• auto_sell_sim/state_ctrl.v
• auto_sell_sim/display.v
• auto_sell_sim/auto_sell.v
• auto_sell_sim/key_jitter.v

开发板验证

该设计提供 FPGA 开发板 相关验证内容：提供管脚约束/分配文件。实际使用时建议结合约束文件和板卡资源再次核对时钟、复位、按键、显示或通信接口。

演示视频

下方提供演示视频，可直接播放查看运行效果。

仿真图/仿真说明/设计文档图片

设计说明：

工程文件

程序文件

程序编译

RTL图

Testbench

仿真图
整体仿真图

按键上升沿检测仿真

状态机控制模块

下图为，选择1.5元商品，依次付款0.5+0.5+1.0=2.0元，然后1.5元商品的出货指示灯亮。并找零0.5元。

下图为，选择2.0元商品，依次付款0.5+1.0=1.5元，然后按下退币键，退币1.5元。

显示模块

部分代码

以下展示顶层模块 auto_sell 的部分代码，完整源码请下载压缩包查看。

module auto_sell(
input clk_in,//时钟
input reset_n,//复位

input coin_10_key,//投币1.0元
input coin_50_key,//投币5.0元
input coin_05_key,//投币0.5元

input price_20_key,//2.0元商品
input price_15_key,//1.5元商品
input price_10_key,//1.0元商品
input price_05_key,//0.5元商品

input confirm_key,//确认
input return_key,//退币

output succeed_ledn_05,//0.5元商品购买成功指示灯
output succeed_ledn_10,//1.0元商品购买成功指示灯
output succeed_ledn_15,//1.5元商品购买成功指示灯
output succeed_ledn_20,//2.0元商品购买成功指示灯

output [3:0] DLA,//数码管位选，低电平选择
output [7:0] HEX//数码管段选，低亮
);
wire [7:0] input_money_BCD;//投币金额
wire [7:0] change_money_BCD;//找钱

wire coin_10_p;//投币1.0元
wire coin_50_p;//投币5.0元
wire coin_05_p;//投币0.5元

//按键上升沿检测模块
key_jitter i0_key_jitter(
. clkin(clk_in),     
. key_in(coin_10_key),//输入
. key_posedge(coin_10_p)//按键上升沿检测
);

//按键上升沿检测模块
key_jitter i1_key_jitter(
. clkin(clk_in),     
. key_in(coin_50_key),//输入
. key_posedge(coin_50_p)//按键上升沿检测
);

//按键上升沿检测模块
key_jitter i2_key_jitter(
. clkin(clk_in),     
. key_in(coin_05_key),//输入
. key_posedge(coin_05_p)//按键上升沿检测
);


//状态控制模块
state_ctrl i_state_ctrl(
. clk_in(clk_in),//时钟100Hz
. reset_n(reset_n),//系统复位

. coin_10_p(coin_10_p),//投币1.0元
. coin_50_p(coin_50_p),//投币5.0元
. coin_05_p(coin_05_p),//投币0.5元

. price_20_p(price_20_key),//2.0元商品
. price_15_p(price_15_key),//1.5元商品
. price_10_p(price_10_key),//1.0元商品
. price_05_p(price_05_key),//0.5元商品

. return_p(return_key),//退币键
. confirm_p(confirm_key),//确认

. succeed_ledn_05(succeed_ledn_05),//0.5元商品购买成功指示灯
. succeed_ledn_10(succeed_ledn_10),//1.0元商品购买成功指示灯
. succeed_ledn_15(succeed_ledn_15),//1.5元商品购买成功指示灯
. succeed_ledn_20(succeed_ledn_20),//2.0元商品购买成功指示灯

. input_money_BCD(input_money_BCD),//投币金额
. change_money_BCD(change_money_BCD)//找钱
);

//数码管显示模块
display_num i_display_num(
. clk_in(clk_in),//100Hz
. input_money_BCD(input_money_BCD),//投币金额
. change_money_BCD(change_money_BCD),//找钱

. DLA(DLA),//数码管位选，低电平选择
. HEX(HEX)//数码管段选，低亮
);


endmodule

代码文件（付费下载）