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1、题目：自动售水机控制器的设计,一、大作业摘要,该项目主要解决直饮水销售机在销售过程中的销售处理和故障报警，维修报警通知等问题。主要用于学校和小区内直饮水的销售终端机。甚至于延伸进入用户家庭的一种销售终端处理器。在制作过程中，存在很多问题，例如编译错误，而自己无法找到错误，最终在请教老师以及与同学讨论后才找出错误。还有一部分问题时暂时解决不了。例如在设计时，有一些非常好的想法，如在错误状态下控制器的自我判断与处理，对于卡内余额的显示和处理。但是由于目前掌握的知识和能力有限，并不能很好的设计这样的装置。所以只能暂时搁浅，选择较为简单的方式。不过在以后的学习和实践过程中，一定能解决这些问题。,二、设
2、计的背景、目的和意义,背景：人居环境和生活水平的提高，居民对饮用水的安全关注度逐渐提高，一些饮水安全问题的曝光也激发了人们对安全饮用水需求的突增。目的和意义：现有饮用水机器控制器不能准确选择水量，出现故障后无法及时报修，易长时间陷入瘫痪状态。故此设计目的在于优化饮水机控制系统，使其更加人性化，能及时处理和排除故障。,三、设计任务及要求,处理输入信号，对选定的购水量做出对应的操作。能够判断但前状态是否正常，是否能够满足售水要求，并给出错误报警。在机器出现故障时，能输出通知信号，通知维修人员进行检修。,四、确定输入和输出变量,输入： 1.选择水量3个输入信号（模拟3个不同档位水量选择） 2.刷卡输
3、入信息（模拟刷卡信息确认） 3.机身水量信息（模拟检测储水量是否足够） 4.净水装置正常运作（模拟检测净水装置是否正常） 5清零信号（数据清零，进入初始状态，模拟退卡）输出 1.出水 3个输出信号（模拟不同出水量档位） 2.报警1个信（模拟错误报警） 3.通知1个信号（模拟通知维修人员的信号）,六、整体设计框图,初始状态,数据输入与处理,正常状态三档位输出水量,异常状态报警,异常状态通知维修,十、状态机设计（状态转换图）,十二、状态机设计,十二、状态机设计,module control(clk,nrst,flow,money,jssl,zc,chus,bj,tz);input clk; /系统
4、时钟input nrst; /复位信号，即取卡信号input 2:0flow; /水量选择input money; /余额是否充足input jssl; /机身水量是否充足input zc; /饮水机是否正常工作output 2:0chus; /出水output bj; /报警信号output tz; /通知维修,十二、状态机设计,reg 2:0chus;reg bj,tz; /将输出定义为reg型，可以储存数据reg 3:0cs; /当前状态reg 3:0ns; /下一个状态parameter 3:0 idle=4b0000,weixiubaojing=4b0001,zhengchang=4
5、b0010,baojing=4b0100,weixiu=4b1000;/四个状态，空闲，正常工作，报警状态（余额不足），通知维修（饮水机水量不足或故障），报警并通知维修（余额不足且饮水机水量不足或故障）,十二、状态机设计,/第一个always语句块，顺序状态转化always(posedge clk , negedge nrst)beginif(!nrst)cs=idle;elsecs=ns;end,十二、状态机设计,/第二个always语句块，根据不同的输入转换到不同的状态always(nrst,cs,flow,money,jssl,zc) begincase (cs)idle:begin c
6、ase(money,jssl,zc) 3b111:ns=zhengchang; 3b110,3b101,3b100:ns=weixiu; 3b011:ns=baojing; 3b010,3b001,3b000:ns=weixiubaojing; endcase end,十二、状态机设计,zhengchang: begin case(money,jssl,zc) 3b111:ns=zhengchang; 3b110,3b101,3b100:ns=weixiu; 3b011:ns=baojing; 3b010,3b001,3b000:ns=weixiubaojing; endcase end,十二
7、、状态机设计,zhengchang: begin case(money,jssl,zc) 3b111:ns=zhengchang; 3b110,3b101,3b100:ns=weixiu; 3b011:ns=baojing; 3b010,3b001,3b000:ns=weixiubaojing; endcase end,十二、状态机设计,weixiu:begin case(money,jssl,zc) 3b111:ns=zhengchang; 3b110,3b101,3b100:ns=weixiu; 3b011:ns=baojing; 3b010,3b001,3b000:ns=weixiuba
8、ojing; endcase end,十二、状态机设计,weixiubaojing:begin case(money,jssl,zc) 3b111:ns=zhengchang; 3b110,3b101,3b100:ns=weixiu; 3b011:ns=baojing; 3b010,3b001,3b000:ns=weixiubaojing; endcase end,十二、状态机设计,baojing:begin case(money,jssl,zc) 3b111:ns=zhengchang; 3b110,3b101,3b100:ns=weixiu; 3b011:ns=baojing; 3b010
9、,3b001,3b000:ns=weixiubaojing; endcase endendcaseend /第二个always结束,十二、状态机设计,/第三个always模块，状态机的输出，根据状态不同输出不同的信号always(posedge clk ,negedge nrst)beginif(!nrst) chus2:0,bj,tz=5b11111;elsebeginchus2:0,bj,tz=5b11111;,十二、状态机设计,case(cs)idle:chus2:0,bj,tz=5b11111;weixiubaojing:begin chus=3b111;bj,tz=2b00;endz
10、hengchang:begin chus=flow2,flow1,flow0;bj,tz=2b11;endbaojing:begin chus=3b111;bj,tz=2b01;endweixiu:begin chus=3b111;bj,tz=2b10;endendcaseendendendmodule,十三、RTL图,十四、仿真时序图,机器故障,正常,缺水,报警报修,十五、演示照片,初始状态,插卡,水量输出,报警 维修,水量选择,刷卡 水量 正常,十五、演示照片,3种正常状态输出,十五、演示照片,错误状态：读卡信息错误，余额不足。 【仅报警】,十五、演示照片,水量不足，通知维修人员,机身故障，通知维修人员,十五、演示照片,故障情况下插卡购水，报警提示并且通知维修人员。,十五、演示照片,退卡，机器复位,十六、设计结论及评价,优点：能够准确输出需要水量，按需购买，节约资源。并且及时故障报修，避免影响用户用水需求。不足：不能自我检测排除故障。智能处理能力不足。需要再加入更加人性化、智能化的设置和设备，使设备更具有应变能力和高效的工作能力。结论：该系统能够满足一般小范围的低要求终端使用。但存在一定的缺陷，需要通过控制器的设计和硬件处理才能更加智能和适用。,谢谢大家！,
