eda課程設計自動售貨機的設計

1、電子信息科學與技術 專業(yè)課程設計任務書學生姓名專業(yè)班級學號題 目自動售貨機的設計課題性質(zhì)工程設計課題來源自擬課題指導教師同組姓名主要內(nèi)容設計制作一個自動售貨機，該自動售貨機能完成貨物信息存儲、進程控制、硬幣處理、余額計算、顯示等功能。自動售貨機可以售2種貨物，每種貨物的數(shù)量和單價在初始化時設入，在存儲器中存儲。用戶可以用硬幣進行購物，按鍵進行選擇。系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的貨幣，判斷錢幣是否夠，錢幣足夠則根據(jù)顧客要求自動售貨；錢幣不夠則給出提示并退出。系統(tǒng)自動地計算出應找錢幣余額、庫存數(shù)量并顯示。（提示：錢數(shù)以5角為單位。）任務要求根據(jù)設計題目要求編寫相應程序代碼對編寫的VHDL程序代碼進行編譯和仿真

2、總結設計內(nèi)容，完成課程設計說明書參考文獻1焦素敏.EDA課程設計指導書.鄭州：河南工業(yè)大學，20082潘松,黃繼業(yè).EDA技術實用教程.北京：科學出版社，20023王國棟,潘松等.VHDL實用教程.成都：電子科技大學出版社，20004 張亦華,延明.數(shù)字電路EDA入門.北京：電子工業(yè)出版社，20035 http:/www.ele- 中國電子制作網(wǎng) 網(wǎng)站審查意見指導教師簽字教研室主任簽字 2012年 2月 20日 一 設計說明根據(jù)要求可自動出售兩種貨物，本文設計的自動售貨機可銷售cola 和 pepsi兩種飲料：售貨機可識別1元和0.5元的兩種貨幣，在一次購買過程中，可購買一個或多個商品，系統(tǒng)會

3、自動計算所需錢數(shù)和找零的錢數(shù)并自動找零。另外有3個發(fā)光二極管、6個LCD數(shù)碼管：兩個用來顯示所需金額，兩個用來顯示已付金額，兩個用來顯示找零數(shù)。1.1.1 流程說明本文設計的自動售貨機當通電時，表示一次銷售的開始。顧客選擇一種商品或多種商品后就進入投幣狀態(tài)。若不投幣，則自動返回初始狀態(tài)。投幣后，系統(tǒng)自動計算所投錢數(shù)。若投幣夠，則出貨并找零。若投幣不夠，如果顧客沒有繼續(xù)投幣，則退幣并回到初始狀態(tài)。本系統(tǒng)的投幣銷售流程圖如圖所示： 退幣清零結 束出貨找零繼續(xù)投幣綜合物價 計算金額投幣選 擇開始 1.1.2各模塊說明 本文設計的自動售貨機總體分三個模塊：總控模塊，二進制譯碼模塊、BCD碼譯碼模塊?？?/p>

4、控模塊：總控模塊是本系統(tǒng)最重要的模塊，該模塊大體有5個輸入端口和6個輸出端口。其輸入端口包括clk、coin1（投入一元貨幣）、coin5（投入0.5元貨幣）、cola（選擇cola）、pepsi(選擇pepsi)，輸出端口有paid（已投入多少錢）、needed（還需多少錢）moneyout（找零）、success（燈亮表示交易成功）、failure（燈亮表示交易失?。?、showmoneyout（燈亮表示正在找零）。該模塊實現(xiàn)了本系統(tǒng)最重要的交易過程，包括選擇商品、投入貨幣，計算剩余金額，找零出貨等。二進制譯碼模塊：該模塊有一個輸入端口和兩個輸出端口。輸入端口是一個8位的二進制數(shù)輸出端口bc

5、d0、bcd1是兩個4位的BCD碼。該模塊的主要的功能是實現(xiàn)將主控模塊輸出的二進制數(shù)（paid、needed、moneyout）轉(zhuǎn)換成BCD碼，以便輸出到七段數(shù)碼管上顯示出來。該模塊的原理是將一個8位的二進制轉(zhuǎn)換成2個4位的BCD碼，分為高四位和低四位。BCD碼譯碼模塊：該模塊有一個輸入端口和一個輸出端口1.1.3 程序設計主控模塊完整程序如下：Library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity shouhuoji isport(clk: in std_logic; coin1:in s

6、td_logic; coin5:in std_logic; cola:in std_logic; pepsi:in std_logic; paid:out std_logic_vector(7 downto 0); needed:out std_logic_vector(7 downto 0); success:out std_logic; failure:out std_logic; showmoneyout:out std_logic; moneyout:out std_logic_vector(7 downto 0);end shouhuoji; architecture behav o

7、f shouhuoji is type state_type is (qa,qb,qe,qc,qg,qd,qf);-定義七個狀態(tài) signal current_state :state_type:=qa; signal q:integer range 0 to 100; begin process(clk) variable paidtemp:std_logic_vector(7 downto 0);-定義變量 variable neededtemp:std_logic_vector(7 downto 0); variable backmoney:std_logic_vector(7 down

8、to 0); variable pricetemp:std_logic_vector(7 downto 0); begin if clk'event and clk='1' then case current_state is when qa=>paidtemp:="00000000"neededtemp:="00000000" backmoney:="00000000"pricetemp:="00000000"q<=0; showmoneyout<='0'

9、moneyout<="00000000"paid<="00000000" needed<="00000000"failure<='0'success<='0' if cola='1' or pepsi='1' then current_state<=qb; if cola='1' then pricetemp:=pricetemp+"00001111" neededtemp:=pricetemp; E

10、lse pricetemp:=pricetemp+"00010100" neededtemp:=pricetemp; end if; end if; paid<=paidtemp; needed<=neededtemp; when qb=>if coin1='1' or coin5='1' then if coin1='1'then paidtemp:=paidtemp+"00001010" else paidtemp:=paidtemp+"00000101" end

11、if; if paidtemp>=pricetemp then backmoney:=paidtemp-pricetemp; neededtemp:="00000000"current_state<=qd; else neededtemp:=pricetemp-paidtemp;backmoney:="00000000" current_state<=qc;q<=0; end if; paid<=paidtemp; needed<=neededtemp; end if; if q<8 then q<=q+1

12、; if cola='1' or pepsi='1'then q<=0; if cola='1' then pricetemp:=pricetemp+"00001111" neededtemp:=neededtemp+"00001111" else pricetemp:=pricetemp+"00010100" neededtemp:=neededtemp+"00010100" end if; paid<=paidtemp; needed<=need

13、edtemp; end if; else current_state<=qe;q<=0; end if; when qe=>failure<='1' if q<4 then q<=q+1; else current_state<=qa;q<=0; end if; when qc=>if coin1='1' or coin5='1' then if coin1='1'then paidtemp:=paidtemp+"00001010" else paidtem

14、p:=paidtemp+"00000101" end if; if paidtemp>=pricetemp then backmoney:=paidtemp-pricetemp; neededtemp:="00000000"current_state<=qd; else neededtemp:=pricetemp-paidtemp;backmoney:="00000000" current_state<=qc; end if; paid<=paidtemp; needed<=neededtemp; end

15、 if; if coin1/='1'and coin5/='1' then if q<10 then q<=q+1; else current_state<=qg; end if; else q<=0; end if; when qg=>failure<='1' showmoneyout<='1'moneyout<=paidtemp; current_state<=qf;q<=0; success<='0' when qd=>success&l

16、t;='1' if backmoney>"00000000"then showmoneyout<='1' moneyout<=backmoney; end if; current_state<=qf;q<=0; when qf=>if q<4 then q<=q+1; else current_state<=qa;q<=0; end if; end case; else end if; end process; end behav;BCD譯碼模塊完整程序如下： Library iee

17、e;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity code1 isport( b:in std_logic_vector(7 downto 0); bcd0:out std_logic_vector(3 downto 0); bcd1:out std_logic_vector(3 downto 0) ) ;end code1;architecture one of code1 isbegin process(b)begincase b iswhen"00000000"=>bcd0&

18、lt;="0000"bcd1<="0000"-譯碼“0”；when"00000001"=>bcd0<="0001"bcd1<="0000"-譯碼“1”；when"00000010"=>bcd0<="0010"bcd1<="0000"-譯碼“2”；when"00000011"=>bcd0<="0011"bcd1<="0000&qu

19、ot;-譯碼“3”；when"00000100"=>bcd0<="0100"bcd1<="0000"-譯碼“4”；when"00000101"=>bcd0<="0101"bcd1<="0000"-譯碼“5”；when"00000110"=>bcd0<="0110"bcd1<="0000"when"00000111"=>bcd0<=&

20、quot;0111"bcd1<="0000"when"00001000"=>bcd0<="1000"bcd1<="0000"when"00001001"=>bcd0<="1001"bcd1<="0000"when"00001010"=>bcd0<="0000"bcd1<="0001"when"00001011"

21、;=>bcd0<="0001"bcd1<="0001"when"00001100"=>bcd0<="0010"bcd1<="0001"when"00001101"=>bcd0<="0011"bcd1<="0001"when"00001110"=>bcd0<="0100"bcd1<="0001"when&qu

22、ot;00001111"=>bcd0<="0101"bcd1<="0001"when"00010000"=>bcd0<="0110"bcd1<="0001"when"00010001"=>bcd0<="0111"bcd1<="0001"when"00010010"=>bcd0<="1000"bcd1<="0

23、001"when"00010011"=>bcd0<="1001"bcd1<="0001"when"00010100"=>bcd0<="0000"bcd1<="0010"譯碼“20”when others=>null;end case;end process;end one;頂層模塊完整程序如下：library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.

24、ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity top isPort( clk1:in std_logic; C1,C5,P1_5,P2:in std_logic; paid_lcd0,paid_lcd1,needed_lcd0,needed_lcd1,Mout_lcd0,Mout_lcd1:out std_logic_vector(3 downto 0); s,f,showout :out std_logic );end top;architecture one of top iscomponent shouhuojiport ( clk:in std_

25、logic; coin1:in std_logic; coin5:in std_logic; cola:in std_logic; pepsi:in std_logic; paid:out std_logic_vector(7 downto 0); needed:out std_logic_vector(7 downto 0); success:out std_logic; failure:out std_logic; showmoneyout:out std_logic; moneyout:out std_logic_vector(7 downto 0) ); end component;c

26、omponent code1port( b:in std_logic_vector( 7 downto 0); bcd0:out std_logic_vector(3 downto 0); bcd1:out std_logic_vector(3 downto 0);end component;signal p,n,mo:std_logic_vector( 7 downto 0);-signal s1,s2,s3,s4,s5,s6:std_logic_vector(3 downto 0);begin u0:shouhuoji-各模塊連接 port map(clk=>clk1,coin1=&

27、gt;C1,coin5=>C5,cola=>P1_5,pepsi=>P2,success=>s,failure=>f,showmoneyout=>showout,paid=>p,needed=>n,moneyout=>mo);u1:code1 port map(b=>p,bcd0=>paid_lcd0,bcd1=>paid_lcd1);u2:code1 port map(b=>n,bcd0=>needed_lcd0,bcd1=>needed_lcd1);u3:code1 port map(b=>mo,bcd0=>Mout_lcd0,bcd1=>Mout_lcd1); end one; 1.1.4各模塊的連接 各模塊的連接如圖所示： 售貨機主控系統(tǒng)和譯碼器模塊圖 售貨機頂層模塊2、1 主控模塊的仿真 上圖表示顧客選擇了pepsi飲料后，且投了2個一元的硬幣。Succe