SUSTech_CS207_Final-Project_2020f

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SUSTech_CS207_Final-Project_2020f

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Digital logic design FinalProject CS207 数字逻辑(105/100)满分project

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# SUSTech_CS207_Final-Project_2020f   
**Full Score(105 out of 100)** Digital logic design FinalProject present by **菜鸡互啄** team  
2020年秋季学期的数字逻辑**满分项目(105/100)**，完成了全部基本功能和要求的Bouns功能，蜂鸣器可设计任何乐曲播放，完善了滚动显示，增加了“无聊模式”和炫酷的彩灯，以及密码登录功能。  
## 队员及分工(分工明确均匀)：  
数码管显示及脚本主力：**[@WLS2002](https://github.com/WLS2002)**  
蜂鸣器及Led彩灯主力 ：**Siyu Liu（刘思语）**  
主程序逻辑及代码综合：**[@GhostFrankWu](https://github.com/GhostFrankWu)**  
## sources文档说明

文件 | 作用 | 备注  
| -- | -- | ---- |  
| main | 程序主框架 | 综合了其他模块及主程序的基本逻辑|  
| music | 蜂鸣器 | 配有脚本可以自动将mp3序列化 |  
| led | 彩灯 | 若干不同动感闪烁模式 |  
| show | 数码管 | 可上下左右滚动显示，并有过渡动画 |  
| src | 货道 | 货道切换状态机 |  
| key16 | 小键盘输入  | 设有防抖功能 |

## 功能介绍  
完成了文档中的全部基础和bonus功能，故在此仅介绍文档外的功能  
- **滚动显示**： 不仅可以左右滚动显示长文本，切换货道时也会根据按键向上/下先滚动一半旧文本消失，再滚动另一半新文本显示，最终切换到新文本。  
- **蜂鸣器**  ： 实现了一个自动转换频谱的脚本，可以将mp3文件转换成蜂鸣器可播放的二进制流，在售货机的不同模式中有若干首不同歌曲播放。  
- **无聊模式**： 在开机或长待机(30S)无交互之后，售货机进入无聊模式，此时数码管进入屏保熄灭，彩灯动感闪烁并播放乐曲，吸引顾客前来购物。  
- **彩灯**    ： 每个模式下，下方的led灯条都会以不同的模式闪烁，增加售货机的美观性。  
- **密码登录**： 除了插入钥匙(拨码开关)进入管理员模式之外，还可以通过小键盘输入正确的密码(7355608)来进入管理员模式，并按1退出，为忘带钥匙的管理员提供便利。  
- **安全和便捷性**   ： 自动过滤存货为0的货道（不显示），但是补货模式下可以正常补货。支付成功或失败都会正常找零。多处交互设计进行边界检查，**阻止用户使用溢出式的攻击**薅羊毛（*一些未作最大限制的溢出边界是由于用户不可能在10秒内按下64次小键盘，防抖输入下10秒的理论上限是50次按键，其余的溢出采用了 查输入合理性、增大计数器位宽 方式防范*）。 
## 开发计划 & 早期设计 & 需求分析  
大致分为两个阶段，①框架和模块设计-》②汇总调试  
>接下来引用的部分为**最早期**程序的主体框架设计文档，大家依据框架需求完善自己的部分,之后讨论汇总    
>># 素材 *有空时候可以随手收集几个，多多益善* 
>>- 长背景音  
>>付款期间 查询阶段 抽奖音乐  
>>- 短消息  
>>付款成功 付款超时 付款取消 小键盘(16个)和拨码开关(11-31个)音效 
>>
>># 需求 *模块设计*  
>>- 滚动显示信息  
>>输入格式：**商品的每条信息**或**长文本（编码困难）** 二选一  
>>输出： e.g. 06 COLA 11 8.5  (滚动显示)  
>>
>>- 倒计时
>>输入： 0-63 秒  
>>输出： 
>> *秒级* 每隔1秒输出两个十进制数字，表示当前倒计时显示的时间  
>> *毫秒级* 每隔1毫秒输出四个十进制数字。  
>>
>>-小键盘IO
>>
>># 定义 *标准IO*   
>>- 商品：  
>>
>> 属性 | 值的范围 | 备注  
>>| -- | -- | ---- |  
>>| 货道号 | 0-63 | |  
>>| 名称 | 8字母 | 0-8位可显示的字母数字组合 |  
>>| 剩余量 | 0-63 | |  
>>| 价格 | 0-63 | 考虑是否添加小数位，或一个布尔量表示是否有0.5元 |

## 系统结构图（请采用结构化设计的方法，确定各子模块的功能，模块间的接口定义）  
![mode](https://github.com/GhostFrankWu/SUSTech_CS207_Final-Project_2020f/blob/main/shot/module.png)  
## 系统执行流程（数据流向、状态转移图、功能伪代码等）  
![flowChart](https://github.com/GhostFrankWu/SUSTech_CS207_Final-Project_2020f/blob/main/shot/flow_chart.png)  
## 测试结果演示视频  
 下附答辩视频链接，**如播放卡顿烦请下载后观看**演示了绝大部分基本功能，故不再附上图片。  
 [http://106.52.237.196/videos/dd2020.mp4](http://106.52.237.196/videos/dd2020.mp4)  
 >国内下载地址：https://pan.baidu.com/s/1BjAsGOZ85YH3BcE2oWqI1g?pwd=7qwf  提取码：7qwf

PS.视频开头片段为程序的逻辑电路图  
## 总结
### 问题及解决方案  
- music对于时间和节奏的把控比较困难，需要反复听，反复调整才能达到一个流畅的效果。提示音的音效和音乐因为播放的长度不同需要分开写，并且在很多模式的情况下，要对其进行分类讨论，容易混淆。  
- 灯光的变换要利用它的多样性写很多不同种的模式，也用到了很多的if else，其中的begin end经常错位导致编译错误。  
- 对verilog规范性不注意，经常忘记声明reg的长度导致reg无法到达一些case。  
### 提升空间   
- 网络(**扫码支付**) 注意到开发板提供了网络接口，我们已经搭建好了公网服务器和对应处理脚本，可以通过完善网络模块实现扫码支付（目前为自己编写的二维码生成脚本，后期也可与Wechat或Alipay的api对接操作），但是网络需要自行计算MAC地址及CRC等，期待完善更多网络协议相关知识后实现本功能。  
- VGA 可以与另一个选题相对接，扩大售货机显示范围，还可以显示支付二维码  
- 杂项 抽奖功能类似老虎机，或者拍整数秒打折等方式(*这个功能其实已经写了一多半，但是最终被去掉了*)。 管理员热修改密码，修改商品价格和总货道数等（已经定义了相关parameter变量，更改为reg热修改即可)。

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