状态机设计：3 段式（推荐）
状态机设计如下：
(0) 首先，根据状态机的个数确定状态机编码。利用编码给状态寄存器赋值，代码可读性更好。
(1) 状态机第一段，时序逻辑，非阻塞赋值，传递寄存器的状态。
(2) 状态机第二段，组合逻辑，阻塞赋值，根据当前状态和当前输入，确定下一个状态机的状态。
(3) 状态机第三代，时序逻辑，非阻塞赋值，因为是 Mealy 型状态机，根据当前状态和当前输入，确定输出信号。
// vending-machine
// 2 yuan for a bottle of drink
// only 2 coins supported: 5 jiao and 1 yuan
// finish the function of selling and changingmodule vending_machine_p3 (input clk ,input rstn ,input [1:0] coin , //01 for 0.5 jiao, 10 for 1 yuanoutput [1:0] change ,output sell //output the drink);//machine state decodeparameter IDLE = 3'd0 ;parameter GET05 = 3'd1 ;parameter GET10 = 3'd2 ;parameter GET15 = 3'd3 ;//machine variablereg [2:0] st_next ;reg [2:0] st_cur ;//(1) state transferalways @(posedge clk or negedge rstn) beginif (!rstn) beginst_cur <= 'b0 ;endelse beginst_cur <= st_next ;endend//(2) state switch, using block assignment for combination-logic//all case items need to be displayed completely always @(*) begin //st_next = st_cur ;//如果条件选项考虑不全，可以赋初值消除latchcase(st_cur)IDLE:case (coin)2'b01: st_next = GET05 ;2'b10: st_next = GET10 ;default: st_next = IDLE ;endcaseGET05:case (coin)2'b01: st_next = GET10 ;2'b10: st_next = GET15 ;default: st_next = GET05 ;endcaseGET10:case (coin)2'b01: st_next = GET15 ;2'b10: st_next = IDLE ;default: st_next = GET10 ;endcaseGET15:case (coin)2'b01,2'b10:st_next = IDLE ;default: st_next = GET15 ;endcasedefault: st_next = IDLE ;endcaseend//(3) output logic, using non-block assignmentreg [1:0] change_r ;reg sell_r ;always @(posedge clk or negedge rstn) beginif (!rstn) beginchange_r <= 2'b0 ;sell_r <= 1'b0 ;endelse if ((st_cur == GET15 && coin ==2'h1)|| (st_cur == GET10 && coin ==2'd2)) beginchange_r <= 2'b0 ;sell_r <= 1'b1 ;endelse if (st_cur == GET15 && coin == 2'h2) beginchange_r <= 2'b1 ;sell_r <= 1'b1 ;endelse beginchange_r <= 2'b0 ;sell_r <= 1'b0 ;endendassign sell = sell_r ;assign change = change_r ;endmodule
状态机修改：2 段式
将 3 段式状态机 2、3 段描述合并，其他部分保持不变，状态机就变成了 2 段式描述。
修改部分如下：
//(2) state switch, and output logic
//all using block assignment for combination-logic
reg [1:0] change_r ;
reg sell_r ;
always @(*) begin //all case items need to be displayed completelycase(st_cur)IDLE: beginchange_r = 2'b0 ;sell_r = 1'b0 ;case (coin)2'b01: st_next = GET05 ;2'b10: st_next = GET10 ;default: st_next = IDLE ;endcase // case (coin)endGET05: beginchange_r = 2'b0 ;sell_r = 1'b0 ;case (coin)2'b01: st_next = GET10 ;2'b10: st_next = GET15 ;default: st_next = GET05 ;endcase // case (coin)endGET10:case (coin)2'b01: beginst_next = GET15 ;change_r = 2'b0 ;sell_r = 1'b0 ;end2'b10: beginst_next = IDLE ;change_r = 2'b0 ;sell_r = 1'b1 ;enddefault: beginst_next = GET10 ;change_r = 2'b0 ;sell_r = 1'b0 ;endendcase // case (coin)GET15:case (coin)2'b01: beginst_next = IDLE ;change_r = 2'b0 ;sell_r = 1'b1 ;end2'b10: beginst_next = IDLE ;change_r = 2'b1 ;sell_r = 1'b1 ;enddefault: beginst_next = GET15 ;change_r = 2'b0 ;sell_r = 1'b0 ;endendcasedefault: beginst_next = IDLE ;change_r = 2'b0 ;sell_r = 1'b0 ;endendcase
end
状态机修改：1 段式（慎用）
将 3 段式状态机 1、 2、3 段描述合并，状态机就变成了 1 段式描述。
修改部分如下：
//(1) using one state-variable do describereg [1:0] change_r ;reg sell_r ;always @(posedge clk or negedge rstn) beginif (!rstn) beginst_cur <= 'b0 ;change_r <= 2'b0 ;sell_r <= 1'b0 ;endelse begincase(st_cur)IDLE: beginchange_r <= 2'b0 ;sell_r <= 1'b0 ;case (coin)2'b01: st_cur <= GET05 ;2'b10: st_cur <= GET10 ;endcaseendGET05: begincase (coin)2'b01: st_cur <= GET10 ;2'b10: st_cur <= GET15 ;endcaseendGET10:case (coin)2'b01: st_cur <= GET15 ;2'b10: beginst_cur <= IDLE ;sell_r <= 1'b1 ;endendcaseGET15:case (coin)2'b01: beginst_cur <= IDLE ;sell_r <= 1'b1 ;end2'b10: beginst_cur <= IDLE ;change_r <= 2'b1 ;sell_r <= 1'b1 ;endendcasedefault: beginst_cur <= IDLE ;endendcase // case (st_cur)end // else: !if(!rstn)end
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 测试)
