自动售货机课程设计.doc

课 程 设 计 报 告 题 目： 自动售货机课程设计 系 别： 电子信息与电气工程系 专 业： 通信工程 班 级： 学 号：_ 姓 名： 导 师： 日期： 成 绩： 一、引言 本次课程设计研究自动售货机的主要功能模块，主要包括商品选择模块、余额计算模块、退币模块，由于条件上的限制，对投币模块中的货币检测未进行处理。相应的主要功能有选择货物，购买，出货找零，显示，延时和时控功能。通过使用VHDL语言，基于FPGA可编程芯片，并通过使用QUARTUS软件进行程序设计，模拟仿真，功能验证，以更好的来理解和掌握自动售货机控制系统的工作原理和设计方法，以及学习和掌握基于EDA的电子产品设计方法，进一步加深对VHDL语言以及QUARTUS软件、FPGA可编程芯片的认识与了解。 二、项目要求设计一个自动售货机控制程序，它的投币口每次可以投入1元、2元、5元，且规定投入1元或2元后不得再投入5元。当投入总值等于或超过设定值（4元），售货机就自动送出货物并找回多余的钱。1、基本要求按照上面要求，编写程序，实现售单一商品的功能。2、扩展要求：在基本要求的基础上，完善电路，实现售多个商品的功能(设定值应该相应增加)。三、设计方案本售货机可销售两种商品，单价分别为3元和4元。投币口每次可以投入1元、2元、5元，且规定投入1元或2元后不得再投入5元，投入总额为3元时，不能再投入2元或者5元，当投入总值超过设定值3元或者4元的情况下，选择商品一或者商品二，售货机就自动送出货物并找回多余的钱。4、 项目代码及其分析VHDL程序代码：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY ZDSHJ ISPORT(CLK,RESET:IN STD_LOGIC; DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); COMB_OUTPUTS,GIVE_CHANGE:OUT STD_LOGIC);END ENTITY;ARCHITECTURE behav OF ZDSHJ ISTYPE FSM_ST IS (S0,S1,S2,S3,S4,S5);SIGNAL current_state,next_state:FSM_ST;BEGIN REG:PROCESS(CLK)BEGIN IF RESET=1 THEN current_state=s0; ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN current_stateCOMB_OUTPUTS=0; GIVE_CHANGE=0; IF DIN=001 THEN next_state=s1; ELSIF DIN=010 THEN next_state=s2; ELSIF DIN=101 THEN next_state=s5; ELSE next_stateCOMB_OUTPUTS=0; GIVE_CHANGE=0; IF DIN=001 THEN next_state=s2; ELSIF DIN=010 THEN next_state=s3; ELSE next_stateCOMB_OUTPUTS=0; GIVE_CHANGE=0; IF DIN=001 THEN next_state=s3; ELSIF DIN=010 THEN next_state=s4; ELSE next_stateCOMB_OUTPUTS=0; GIVE_CHANGE=0; IF DIN=001 THEN next_state=s4; ELSIF DIN=010 THEN next_state=s5; ELSE next_stateCOMB_OUTPUTS=1; GIVE_CHANGE=0; next_stateCOMB_OUTPUTS=1; GIVE_CHANGE=1; next_state=s0; END CASE; END PROCESS COM;END behav; 程序分析：DIN=00表示未投币；DIN=01表示投币一元；DIN=10表示投币两元；DIN=11表示投币五元； Y1为货物控制信号：Y1=1表示出货，Y1=0表示不出货。 Y2为找零以及五元投币口开闭信号：Y2=00表示不找零并打开五元投币口，允许投入五元；Y2=01表示找零一元并打开五元投币口，允许投入五元；Y2=11表示不找零并关闭五元投币口，不允许投入五元；S0表示初始状态，还没有收到投币；S1表示收到一元投币的状态；S2表示收到两元投币的状态；S3表示收到三元投币的状态 仿真波形： 自动售货机仿真波形（一）分析1：通过上图波形可以看出，当DIN=1时，即投币1通过上图波形可以看出，当DIN=2时，元，前三个脉冲来临时，即投币金额为1元、2元、3元，状态分别为s1,s2,s3,COMB_OUTPUTS和GIVE_CHANGE都是显示为0。当第四个脉冲来临时，即投币金额为4元时，则COMB_OUTPUTS显示为1，GIVE_CHANGE显示为0，说明有商品售出，找零钱为0元。 自动售货机仿真波形（二）分析2：通过上图波形可以看出，当DIN=2时，即一次投币2元时，第一次脉冲来临时，投币金额为2元，状态为s2,COMB_OUTPUTS和GIVE_CHANGE都是显示为0。当第二个脉冲来临时，即投币金额为4元，则COMB_OUTPUTS显示为1，GIVE_CHANGE显示为0，说明有商品售出，找零钱为0元，结果正确。 自动售货机仿真波形（三）分析3：通过上图波形可以看出，当DIN=5时，即一次投币5元时，第一次脉冲来临时，投币金额为5元，状态为s5，COMB_OUTPUTS和GIVE_CHANGE都是显示为1，说明有商品售出，找零钱为1元，结果正确。五、实验箱验证选择模式1，引脚锁定如下：实验箱现象：实验现象（一）分析：通过上图的实验图像，可以看出当投币1元，来四次脉冲，即大约过四到五秒，则红灯亮，说明有商品售出，找零0元，符合实验结果。实验现象（二）分析：通过上图的实验图像，可以看出当投币2元，来了两次脉冲，过了大约二到三秒，则红灯亮，说明有商品售出，找零0元，符合实验结果。实验现象（三）分析：通过上图的实验图像，可以看出当一次投币5元，来一次脉冲，大约过1秒，即可以看见上图两处红灯亮。说明有商品售出，且找零1元。符合实验结果。六、项目总结通过本次自动售货机的项目设计，我详细了解到了自动售货机的投币、商品选择等模块的软件设计与主要模块的仿真。 做本次项目，首先要做的就是代码，由于知识储备尚浅，而且平时练习太少，所以以自己的能力难以完成程序，于是代码是从网上搜索得到的，但是部分代码不符合实验要求，当然这需要我们自己改动，通过和同学的一起努力