Proyecto: máquina expendedora por monedas

Este es tu primer proyecto completo. La especificación está fija, el andamiaje te da la plomería, y tu trabajo es escribir la lógica que lo completa.

Qué vas a construir

Un FSM que rastrea el dinero que un cliente ha metido y expende un producto (un pulso de salida, dispense) cuando llega a 25¢. Las entradas son:

• nickel — un pulso de 1 ciclo que significa "acaba de caer una moneda de 5¢"
• dime — un pulso de 1 ciclo que significa "acaba de caer una moneda de 10¢"
• clk, reset

Y las salidas:

• dispense — alto por exactamente un ciclo cuando llegas a ≥ 25¢
• change — alto por un ciclo junto con dispense si el total pasó de 25¢ (hay que devolver cambio)

Criterios de aceptación

Qué te da el inicio

La entidad y el acumulador total están cableados. Cada pulso de nickel suma 5; cada pulso de dime suma 10. Pero siempre maneja dispense = '0' y change = '0'. Eso es lo que tienes que cambiar.

process(clk, reset)
begin
  if reset = '1' then
    total <= (others => '0');
  elsif rising_edge(clk) then
    if    nickel = '1' then total <= total + 5;
    elsif dime   = '1' then total <= total + 10;
    end if;
  end if;
end process;

dispense <= '0';  -- TODO
change   <= '0';  -- TODO

Enfoque sugerido

1. Detecta la venta. En cada flanco de subida, revisa si total >= 25 tras sumar la moneda. (Ojo: necesitas el nuevo total, no el del ciclo anterior.)
2. Pulsa dispense por exactamente un ciclo. El truco: al detectar la venta, activa una bandera y resetea total a cero. La bandera vive un ciclo.
3. Calcula change. Si el total al momento de la venta era > 25, pulsa change también.

Pista: se vuelve más simple si calculas el "próximo total" como una señal local (o variable dentro del proceso):

variable next_total : unsigned(5 downto 0);
...
next_total := total;
if    nickel = '1' then next_total := total + 5;
elsif dime   = '1' then next_total := total + 10;
end if;

if next_total >= 25 then
  dispense <= '1';
  change   <= '1' when next_total > 25 else '0';
  total    <= (others => '0');
else
  dispense <= '0';
  change   <= '0';
  total    <= next_total;
end if;

Más lejos

• Añade un botón de devolución que ponga total en cero sin expender.
• Acepta una moneda de 25¢ — debe expender de inmediato.
• Lleva la cuenta de productos vendidos en un contador separado de 8 bits como salida. Así es como las expendedoras reales reportan a los sistemas superiores.