设计一个自动售货机系统，卖 soda水的，只能投进三种硬币，要正确的找

自动售货机系统通常采用有限状态机（FSM）实现，核心模块包括投币控制、商品选择、找零计算和输出控制。假设饮料价格为S元，支持三种硬币面额：5角（A）、1元（B）、5元（C）。FSM状态表示当前累积投币总额，初始状态为0。每次投币触发状态转移：根据投币面额累加总额，若达到S元则进入“可出货”状态，同时计算找零（超出部分用硬币组合返回，优先使用大面额硬币）。若投币总额不足S元，则继续等待投币；若超出S元，先出货，然后进入找零子状态，逐枚输出硬币直至找零金额清零。关键设计点：1）找零算法需保证硬币充足（可预设硬币库存计数器）；2）状态编码用独热码或格雷码避免竞争冒险；3）状态转移采用Moore或Mealy型FSM，Mealy型输出与输入组合有关，逻辑更紧凑。Verilog示例：定义状态变量[4:0] state，包括IDLE（空闲）、COLLECT（收集投币）、DISPENSE（出货）、CHANGE（找零）。在时钟上升沿采样输入coin（2位表示三种面额）和确认信号，组合逻辑计算next_state和输出（soda_out, change_out）。需注意异步复位和防抖处理。 考试常见陷阱：忽略找零时硬币库存限制；状态转移未考虑同时投多个硬币；未设计溢出保护（如投币总额超过最大允许值）。本题核心是考察FSM的完备性和边界条件处理。