数字电路课程设计-自动售货机设计.doc

大连理工大学本科实验报告自动售货机课程名称： 数字电路课程设计 学院（系）：电子信息与电气工程学部专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气1404 学生姓名： 学 号： 完成日期： 2016.07.15 成 绩： 2016年 07月15日自动售货机1 设计要求(1)设计一个自动售货机，能够提供4种不同价格的货物。(2)可以进行投币，投币的钱数为3种，钱数在售货机中能够进行累加并用数码管显示。(3)进行交易的时候，如投入钱数高于所购买商品价格，则交易成功，出货物，并可以选择是找零或是继续购买；若钱数不够，则提示钱数不够。要求通过数码管显示余额。2 设计分析及系统方案设计2.1设计分析(1)四个开关用于选择价值分别为1.0、2.0、5.0、10.0元的商品，购买者可以选择任意一种或几种商品，总价用数码管显示。(2)三个按键分别模拟0.5、1.0、5.0元钱币投入，数码管用于显示投入总额。(3)当总额大于选中商品总价时，被选中的商品对应的指示灯亮，可进行购买；当总额小于选中商品总价格时，商品指示灯灭，余额指示灯亮，提示余额不足。(4)按确定键购买，成功后显示余额，此时可继续购买或通过退款开关退款，余额显示清零。2.2系统框图图1 自动售货机系统框图2.3显示界面图2 自动售货机显示界面3系统以及模块硬件电路设计 (1)Sw开关及key电路： 图3 Sw开关及key电路(2)LED电路：图4 LED电路(3)数码显示电路：图5 数码显示电路(4)各元件管脚编号：图6 各元件引脚编号4 系统的Verilog设计4.1流程图图7 自动售货机系统流程图4.2 源代码module salemachine (a,b,c,hex7,hex6,hex5,hex4,hex3,hex2,hex1,hex0,w,x,y,z,LEDR1,LEDG,buy,reset);input a,b,c,w,x,y,z,buy,reset; /a,b,c投币,w,x,y,z选择商品output6:0 hex7,hex6,hex5,hex3,hex2,hex1; /数码管output3:0LEDG; /商品指示灯output hex4,hex0;output LEDR1; /余额指示灯，提示余额不足reg 9:0total,h,i,j,k,price;reg6:0 hex7,hex6,hex5,hex3,hex2,hex1;reg3:0d,e,f,l,m,n,products,LEDG;reg LEDR1;always(posedge a or posedge reset) /投币模块：a:0.5,b:1.0,c:5.0beginif(reset=1)h=0;elseh=h+5;endalways(posedge b or posedge reset)beginif(reset=1)i=0;elsei=i+10;endalways(posedge c or posedge reset)beginif(reset=1)j=0;elsej=j+50;endalways(posedge a or posedge b or posedge c or posedge buy )/计算投币总额begintotal=h+i+j-k;f=total-(total/10)*10;e=(total-f)/10-(total-f)/100*10;d=total/100;endassign hex4=1,hex0=1; /优化显示always (d) /显示余额begincase(d)4d0:hex7=7b1000000;4d1:hex7=7b1111001;4d2:hex7=7b0100100;4d3:hex7=7b0110000;4d4:hex7=7b0011001;4d5:hex7=7b0010010;4d6:hex7=7b0000010;4d7:hex7=7b1111000;4d8:hex7=7b0000000;4d9:hex7=7b0010000;default:hex7=7b1111111;endcaseendalways (e)begincase(e)4d0:hex6=7b1000000;4d1:hex6=7b1111001;4d2:hex6=7b0100100;4d3:hex6=7b0110000;4d4:hex6=7b0011001;4d5:hex6=7b0010010;4d6:hex6=7b0000010;4d7:hex6=7b1111000;4d8:hex6=7b0000000;4d9:hex6=7b0010000;default:hex6=7b1111111;endcaseendalways (f)begincase(f)4d0:hex5=7b1000000;4d5:hex5=7b0010010;default:hex5=7b1111111;endcaseendalways(products) /计算商品总额beginproducts=w,x,y,z; case(products)4b0000:price=0;4b0001:price=10;4b0010:price=20;4b0011:price=30;4b0100:price=50;4b0101:price=60;4b0110:price=70;4b0111:price=80;4b1000:price=100;4b1001:price=110;4b1010:price=120;4b1011:price=130;4b1100:price=150;4b1101:price=160;4b1110:price=170;4b1111:price=180;default:price=0;endcasen=price-(price/10)*10; m=(price-n)/10-(price-n)/100*10; l=price/100;if(totalprice)beginLEDR1=1;price=0;endelseLEDR1=0;case(price) /显示选择的商品00:LEDG=4b0000;10:LEDG=4b0001;20:LEDG=4b0010;30:LEDG=4b0011;50:LEDG=4b0100;60:LEDG=4b0101;70:LEDG=4b0110;80:LEDG=4b0111;100:LEDG=4b1000;110:LEDG=4b1001;120:LEDG=4b1010;130:LEDG=4b1011;150:LEDG=4b1100;160:LEDG=4b1101;170:LEDG=4b1110;180:LEDG=4b1111;default:LEDG=4b1111;endcaseendalways (l) /显示商品总额begincase(l)4d0:hex3=7b1000000;4d1:hex3=7b1111001;4d2:hex3=7b0100100;4d3:hex3=7b0110000;4d4:hex3=7b0011001;4d5:hex3=7b0010010;4d6:hex3=7b0000010;4d7:hex3=7b1111000;4d8:hex3=7b0000000;4d9:hex3=7b0010000;default:hex3=7b1111111;endcaseendalways (m)begincase(m)4d0:hex2=7b1000000;4d1:hex2=7b1111001;4d2:hex2=7b0100100;4d3:hex2=7b0110000;4d4:hex2=7b0011001;4d5:hex2=7b0010010;4d6:hex2=7b0000010;4d7:hex2=7b1111000;4d8:hex2=7b0000000;4d9:hex2=7b0010000;default:hex2=7b1111111;endcaseendalways (n)begincase(n)4d0:hex1=7b1000000;4d5:hex1=7b0010010;default:hex1=7b1111111;endcaseendalways(posedge buy or posedge reset) /交易or退款beginif(reset=1)k=0;elsek=k+price;endendmodule5 结论以及结果说明(1)软件环境：Quartus II(2)计算机平台：DELL电脑(3)硬件环境：DE2-115开发板(4)仿真结果：选择商品z（1.0），商品y(2.0),商品x(5.0),商品总额显示0800（hex3、hex2、hex1、hex0）此时余额指示灯（LEDR1）亮，表示余额不足，不能购买，按确认键(buy)无反应，投入四个0.5（a），两个1.0（b），一个5.0（c）,投币总额显示0900（hex7、hex6、hex5、hex4）,此时余额指示灯灭，对应商品指示灯亮（LEDG），表示可以购买,按确认键购买，余额显示0100，余额指示灯亮,商品指示灯灭，推动退款开关（reset）,找零，余额显示清零。图8 仿真时序图6 心得体会出于对下学期的学业规划，我和室友选择了在小学期提前修读数电课设，凭借之前C语言的编程经验，我以为Verilog HDL不是什么问题。在开始之初，我能很好的编出一些小程序，例如计数器，译码器等，随着编程的深入，我发现Verilog HDL并不简单，作为硬件编程语言，他和C语言之间还是有很大不同的，一切程序结构的实现都是基于硬件电路的，你要遵守硬件连接的规则，而不能像C语言一样灵活的嵌套、跳转，想到哪里编到哪里。同时Verilog HDL的并行结构也让熟悉了C语言串行的我遇到不少问题，一个变量不能在多个模块中赋值，阻塞式赋值和非阻塞式赋值会有不同结果等等，但最终，通过与室友交流讨论，查阅各种资料，以及求助于老师，我们解决了以上问题。看到程序编译通过、仿真得到波形、最后下载到板子上实现