📄 account2.v
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/*--------卡式电话计费器----------
本实验假定通话时间disptime最长为59分钟，卡内余额dispmoney最大数额为5元*/
//信号定义
//clk: 时钟信号，频率为1Hz
//card: 卡是否插入，高电平有效
//state: 电话接通信号，高电平有效
//decide: 电话局反馈回来的信号，代表话务种类，“01”表示市话，“10”表示长话，“11”表示特话。
//set_money_low:设置卡中钱的低位 money的低位按一下+1 在0-9变化
//set_money_high:设置卡中钱的高位 money的高位按一下+1 在0-9变化
//disptime: 显示本次通话的时长，其单位为分钟，这里假设能显示的最大时间为59分钟。
//dispmoney: 显示卡内余额，其单位为角，这里假设能显示的最大数额为5元，即50角。
//write,read: 当write信号下降沿到来时写卡；当话卡插入，read信号变高读卡。
//warn: 余额过少时的告警信号。当打市话时，余额少于3角，打长话时，余额少于6角，即会产生告警信号。
//cut: 当告警时间过长（>15s）时自动切断通话信号。
//state_out: 电话接通信号
//decide_out: 话务种类，01-市话，10-长途，11-特话
//+num1和temp的输出信号
module account2(clk,card,state,decide,set_money_low,set_money_high,
disptime,dispmoney,write,read,warn,cut,state_out,decide_out);
input clk,card,state;
input[1:0] decide;
input set_money_low;
input set_money_high;
output[7:0] disptime;
output[7:0] dispmoney;
output write,read,warn,cut,state_out;
output[1:0] decide_out;
reg card_reg,state_reg,set_reg;
reg [1:0] decide_reg;
//按下decide的各个按钮时分别锁存至decide1，decide0
reg decide1,decide0;
reg write,warn,cut;
reg[7:0] money; // 中间变量，用于计费（卡内余额），以t1m为时钟信号！
reg[7:0] dtime; // 中间变量，用于通话计时，以t1m为时钟信号！
reg t1m; // 中间变量——分时钟,写卡的时间
//reg set,reset_ena; // set为“0”时置money初值；reset_ena为“0”时复位cut信号
reg reset_ena;
reg cut_decide;
integer num1,temp; // num1——对通话时间计数；temp——用于计告警时间
integer num2; //num2-对decide按钮的时间计时,在num2=15 即1.5秒后设置decide
reg currentState,nextstate;
assign dispmoney = card_reg? money:0;//只要电话卡一插入，则显示卡内余额；否则不显示卡内余额
assign disptime = dtime;
assign read = card_reg? 1:0; //只要电话卡一插入，则产生读卡信号（高电平）；否则读卡信号为"0"。
assign state_out=state_reg;
assign decide_out=decide_reg;
//1、锁存card信号，将输入信号锁存到相应寄存器中
//当按一次card，插入卡，在按一次拔出
always@(card or currentState)
begin
//当按一次表示插入卡，在按一次表示拔出
if (currentState)
card_reg=1;
else
card_reg=0;
nextstate=0;
if (!currentState)
if (card)
nextstate=1;
else
nextstate=currentState;
if (currentState)
if (card)
nextstate=0;
else
nextstate=currentState;
end
always@(posedge clk)
begin
currentState<=nextstate;
end
//2、锁存decide信号，由于需要至多按两个按钮来产生decide信号，所以必须在案两个按钮时具有一定的时间间隔
//设定为4秒
//在拔除卡时为0
always@(posedge clk)
begin
if (~card_reg)
begin
decide_reg<=0;
num2<=0;
decide1<=0;
decide0<=0;
end
else
begin
if (decide[0])
decide0<=decide[0];
if (decide[1])
decide1<=decide[1];
//计数
if (num2==4)
begin
decide_reg<={decide1,decide0};
num2<=0;
end
else
begin
num2<=num2+1;
end
end
end
//3、锁存state 当插入卡后判断通话的类型，在市话并且money>3时才允许按接通信号
//否则产生cut信号；在长话并且money>6时才允许按接通信号，否则产生cut信号；在
//特话时则可以按接通信号
always@ (posedge clk)
begin
if (card_reg)
begin
//市话
if (decide_reg==2'b01)
begin
if (money<3)
begin
//如果没有warn信号说明是在开始的时候钱数就不够
if (!warn)
begin
state_reg<=0;
cut_decide<=1;
end
if (cut) //在卡拔出，产生了cut信号，则置接通信号为无效
state_reg<=0;
end
else
begin
//产生了接通信号
if (state)
state_reg<=1;
end
end
//长话
else if (decide_reg==2'b10)
begin
if (money<6)
begin
if (!warn)
begin
cut_decide<=1;
state_reg<=0;
end
if (cut)
state_reg<=0;
end
else
begin
if (state)
state_reg<=1;
end
end
//特话
else if (decide_reg==2'b11)
begin
if (state)
state_reg<=1;
end
end
else
begin
state_reg<=0;
cut_decide<=0;
end
end
// ----- 4.产生分时钟
always @(posedge clk)
begin
if(num1==59) begin num1<=0; t1m<=1; end // 若计到59s，则num1清零，t1m=1
else
begin
if(state_reg) num1<=num1+1; // 若接通线路，则num1开始加1计数
else num1<=0;
t1m<=0;
end
end
//----- 5.下面的always模块完成电话计费和通话计时功能
always @(negedge clk)
begin
//设置卡的钱数
if (set_money_low)
begin
if (money[3:0]==9)
money[3:0]=4'h0;
else
money[3:0]=money[3:0]+4'h1;
end
if (set_money_high)
begin
if (money[7:4]==9)
money[7:4]=4'h0;
else
money[7:4]=money[7:4]+1;
end
if(card_reg && state_reg) // 若卡已插入且线路已接通
if(t1m) // 若通话时间够1分钟（以t1m为计数器的时钟信号）
case (decide_reg)
2'b01:begin //（1）若话务为市话
//① 若卡上余额>3角，则对市话计费
if(money[3:0]<4'b0011) // 若余额个位<3角
begin
money[3:0]=money[3:0]+7; // 减3相当于加7（借位）
money[7:4]=money[7:4]-1; // 十位减1
end
else money[3:0]=money[3:0]-3;
if (money<3) //② 若卡上余额<3角，则告警
begin
warn<=1;write<=0;
end
else
begin
write<=1; //③ 准备写卡
//④ 对市话通话计时
if(dtime[3:0]==9)
begin
dtime[3:0]<=0;
if(dtime[7:4]==5) // 最大可计时59分钟
dtime[7:4]<=0;
else dtime[7:4]<=dtime[7:4]+1;
end
else
begin dtime[3:0]<=dtime[3:0]+1;warn<=0;end
end
end
2'b10:begin //（2）若话务为长话
// ①若卡上余额>6角，则对长话计费
if(money[3:0]<6) // 若余额个位<6角
begin
money[3:0]=money[3:0]+4;// 减6相当于加4（借位）
money[7:4]=money[7:4]-1;
end
else money[3:0]=money[3:0]-6;
if (money<6) // ②若卡上余额<6角，则告警
begin
warn<=1;
write<=0;
end
else
begin
//③ 对长话通话计时
if(dtime[3:0]==9)
begin
dtime[3:0]<=0;
if(dtime[7:4]==5)
begin dtime[7:4]<=0;end
else dtime[7:4]<=dtime[7:4]+1;
end
else dtime[3:0]<=dtime[3:0]+1;
write<=1;warn<=0; //④写卡
end
end
endcase
else write<=0; // 若t1m=0，则不写卡
else // 若卡拔出或线路未接通，则对一些信号进行复位
begin dtime<=0;warn<=0;write<=0;end
end
//----- 6.下面的always模块在告警时间过长时切断通话
always @(posedge clk)
begin
if(warn) temp<=temp+1; // 若有告警信号，则temp开始加1计数
else temp<=0; // 否则temp清零
if(temp==15||cut_decide) // 若计到15s 或者开始时就money不足
begin cut<=1;temp<=0;end // 则切断通话
if(!card_reg) // 若卡已拔出，则复位cut信号
begin cut<=0;temp<=0;end
end
endmodule
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