北邮vhdl自动售货机实验报告(含代码)

1、 自动售货机实验报告 一设计课程的任务要求基本要求：1. 用2个数码管（disp5，disp4）显示钱数，以元为单位。用3个按键（btn0，btn1，btn2）分别表示一元、五元、十元，每按一次按键，增加一次相应的钱数，上限99元。2. 再用3个按键（btn3，btn4，btn5）分别对应3种商品，其中，商品甲售价3元、商品乙售价8元、商品丙售价12元；3. 买东西时，先输入钱币，再按对应的商品键。每按一次商品键，钱数要相应地减少，同时有声光（蜂鸣器或发光二极管）提示购买成功。剩余钱数大于3元可继续按商品键再次购买；当剩余钱数少于3元时，表示钱数的数码管disp5，disp4显示为零，同时用数

2、码管disp0显示退出的钱数。4. 买东西时，按下商品键，若输入的钱数少于商品的价格，表示钱数的数码管disp5，disp4显示为零，同时用数码管（disp1、disp0）显示退出的钱数，并用蜂鸣器或发光二极管闪烁表示购买失败。5. 按下商品键时，用数码管disp2表示当前购买的商品，1代表商品甲，2代表商品乙，3代表商品丙。6. 用btn7做为退出功能键，退出键可以随时按下，按下后，数码管（disp5，disp4）显示为零，同时数码管（disp1、disp0）显示退出的钱数，表示结束购买，钱款全部退出。提高要求：7. 用点阵设计显示投币动画、出货动画，购买成功/失败动画；8. 允许随时输入钱

3、币，购买时，钱款不足有声光报警并等待追加钱币或选择别的商品；9. 商品数量管理，有缺货提示；10. 用点阵动态显示商品名称和库存数量等。自拟其它功能二系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计）1.设计思路： 本实验为设计一个自动售货机。由于本实验题目逻辑不太复杂，所以有两种设计思路可以选择。第一种是用顺序结构和if when逻辑判断来实现。第二种是用状态机来实现。我选择的使用第一种。总体来说可以将其分为两个大块。第一个是接受键盘命令并通过逻辑判断向LED灯和数码管发出命令。第二个是显示模块，通过接收命令控制灯亮与数码管显示。2.总体框图：结构框图：逻辑划分框图：ASM图：MDS图：分块设计：

4、防抖：本程序防抖功能采取延时防抖，即在按键按下后若持续时间超过一定时长才计数。计价器：计价器分为十位和个位分别计数，由两个信号控制。加减时根据补码计算的思想，先判断十位是否进位或退位，若有则对各位进行反向计算，若没有则直接修改个位。充值模块：此模块与计价器加法思想一样。并设有99的最高限。消费模块：此模块与计价器减法一样。在做减法前先判断是否减钱后余额大于零。显示模块：此模块分为两步。第一步由充值消费后的价钱通过信号赋给显示输出管脚。第二步为通过循环用cat控制数码管关与开。三. 仿真波形及波形分析 由于程序加入了大量防抖与分频器，所以无法直接进行仿真。以下仿真为拆除了防抖、分频，并且将钱数两

5、位分别输出观察结果。Money11为十位，money00为个位。1.充值1元仿真： 当bn0按下后，十位不变，个位加一。2.充值五元仿真当bn1按下后，十位不变，个位加五。3.充值十元仿真当bn2按下后，个位不变，十位加一。4.充值超过99仿真充值超过九十九时，个位十位均不变保持九十九。5.消费三元仿真总钱数为十元时，当bn3按下后，十位减一，个位加七。6.消费八元仿真总钱数为十元，当bn4按下后，十位减一，个位加二。7.消费十二元仿真总钱数为二十元，当bn5按下后，十位减2，个位加8。8.消费超出总额仿真当消费超过总额时，钱数全部置零。四. 源程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.

6、STD_LOGIC_1164.ALL;use ieee.std_logic_unsigned.all;ENTITY cxz IS PORT(bn0,bn1,bn2,bn3,bn4,bn5,bn7:IN STD_LOGIC;clk_50M,reset:IN STD_LOGIC;DOUT7: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);CatL: OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);led1,led2,led3,led4:OUT STD_LOGIC ); END cxz;ARCHITECTURE behave OF cxz ISSIGNAL di

7、sp0,disp1,disp2,disp4,disp5:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNAL btn0,btn1,btn2,btn3,btn4,btn5,btn7 :STD_LOGIC:=0;SIGNAL clk_1,clk_1k:STD_LOGIC;SIGNAL Q:STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);SIGNAL temp1:INTEGER RANGE 0 TO 499;SIGNAL temp:INTEGER RANGE 0 TO 24999;SIGNAL money0,money1:STD_LOGIC_VECTOR(3 downto

8、 0):=0000;SIGNAL count_BTN0:INTEGER RANGE 0 TO 20;SIGNAL count_BTN1:INTEGER RANGE 0 TO 20;SIGNAL count_BTN2:INTEGER RANGE 0 TO 20;SIGNAL count_BTN3:INTEGER RANGE 0 TO 20;SIGNAL count_BTN4:INTEGER RANGE 0 TO 20;SIGNAL count_BTN5:INTEGER RANGE 0 TO 20;SIGNAL count_BTN7:INTEGER RANGE 0 TO 20;BEGINp1:PR

9、OCESS(clk_50M,reset)-分频模块BEGINIF reset=0 THENtemp=0;ELSIF clk_50Mevent AND clk_50M=1 THENIF temp=24999 THENtemp=0;clk_1k=NOT clk_1k;ELSEtemp=temp+1;END IF;END IF;END PROCESS p1;-分频结束p2:PROCESS(clk_1k,bn0)-按键防抖模块开始BEGINIF(clk_1kevent AND clk_1k = 1) THENIF(bn0 = 1) THENIF count_BTN0 = 20 THENcount_BT

10、N0 = count_BTN0;ELSEcount_BTN0 = count_BTN0+ 1;END IF;IF count_BTN0= 19 THEN btn0= 1;ELSEbtn0= 0;END IF;ELSEcount_BTN0= 0;-输出变量启动判断进程END IF;ELSEEND IF;END PROCESS p2;p3:PROCESS(clk_1k,bn1)BEGINIF(clk_1kevent AND clk_1k = 1) THENIF(bn1= 1) THENIF count_BTN1 = 20 THENcount_BTN1 = count_BTN1;ELSEcount_

11、BTN1 = count_BTN1+ 1;END IF;IF count_BTN1= 19 THEN btn1= 1;ELSEbtn1= 0;END IF;ELSEcount_BTN1= 0;END IF;ELSEEND IF;END PROCESS p3;p4:PROCESS(clk_1k,bn2)BEGINIF(clk_1kevent AND clk_1k = 1) THENIF(bn2= 1) THENIF count_BTN2= 20 THENcount_BTN2 = count_BTN2;ELSEcount_BTN2 = count_BTN2 + 1;END IF;IF count_

12、BTN2= 19 THEN btn2= 1;ELSEbtn2= 0;END IF;ELSEcount_BTN2= 0;END IF;ELSEEND IF;END PROCESS p4;p5:PROCESS(clk_1k,bn3)BEGINIF(clk_1kevent AND clk_1k = 1) THENIF(bn3 = 1) THENIF count_BTN3= 20 THENcount_BTN3 = count_BTN3;ELSEcount_BTN3 = count_BTN3 + 1;END IF;IF count_BTN3= 19 THEN btn3= 1;ELSEbtn3= 0;EN

13、D IF;ELSEcount_BTN3= 0;END IF;ELSEEND IF;END PROCESS p5;p6:PROCESS(clk_1k,bn4)BEGINIF(clk_1kevent AND clk_1k = 1) THENIF(bn4 = 1) THENIF count_BTN4 = 20 THENcount_BTN4 = count_BTN4;ELSEcount_BTN4 = count_BTN4 + 1;END IF;IF count_BTN4= 19 THEN btn4= 1;ELSEbtn4= 0;END IF;ELSEcount_BTN4= 0;END IF;ELSEE

14、ND IF;END PROCESS p6;p7:PROCESS(clk_1k,bn5)BEGINIF(clk_1kevent AND clk_1k = 1) THENIF(bn5 = 1) THENIF count_BTN5 = 20 THENcount_BTN5 = count_BTN5;ELSEcount_BTN5 = count_BTN5 + 1;END IF;IF count_BTN5= 19 THEN btn5= 1;ELSEbtn5= 0;END IF;ELSEcount_BTN5= 0;END IF;ELSEEND IF;END PROCESS p7;p8:PROCESS(clk

15、_1k,bn7)BEGINIF(clk_1kevent AND clk_1k = 1) THENIF(bn7 = 1) THENIF count_BTN7 = 20 THENcount_BTN7 = count_BTN7;ELSEcount_BTN7= count_BTN7 + 1;END IF;IF count_BTN7= 19 THEN btn7= 1;ELSEbtn7= 0;END IF;ELSEcount_BTN71000 THEN-十位有进位情况 money0=0000;money1=money1+1; ELSE money01001THEN-超出99封顶 money1=1001;m

16、oney00100 THEN money0=money0-5;money1=money1+1; ELSE money01001THEN money1=1001;money01000 THEN money0=1001;money1=1001; ELSE money10000 or money00010 THEN-钱数大于够买物品钱数 led1=1;led2=0;led3=0; disp20010THEN money0=money0-3; ELSE money1=money1-1; money0=money0+7; END IF; IF money1=0000 and money0disp0dis

17、p0disp0disp0=; END CASE; money0=0000; ELSE NULL; END IF; ELSE-钱数不够 led4disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0=; END CASE; money1=0000; money0=0000; disp20000 or money01000 THEN led2=1;led1=0;led3=0; disp2=1000THEN money0=money0-

18、8; ELSE money1=money1-1; money0=money0+2; END IF; IF money1=0000 and money0disp0disp0disp0disp0=; END CASE; money0=0000; ELSE NULL; END IF; ELSE led4disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0=; END CASE; money1=0000; money0=0000; di

19、sp20001 or (money1=0001 and money00001) THEN led3=1;led1=0;led2=0; disp20001THEN money0=money0-2; money1=money1-1; ELSE money1=money1-2; money0=money0+8; END IF; IF money1=0000 and money0disp0disp0disp0disp0=; END CASE; money0=0000; ELSE NULL; END IF; ELSE led4disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp

20、1disp1disp1disp1disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0=; END CASE; money1=0000; money0=0000; disp2=; END IF;-消费模块结束 ELSIF btn7=1THEN-结束模块 led1=0; led2=0; led3=0; led4disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp1disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0disp0=; END CASE; money1=0000; money0=0000; disp2disp5disp5disp5disp5disp5disp5disp5disp5disp5disp5disp5disp4disp4disp4disp4disp4disp4disp4disp4disp4disp4disp4=; END CASE;ELSE NULL;END IF;END PROCESS p9;p10:P