本科畢業(yè)論文自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

1、自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真摘 要隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)的發(fā)展，生活水平的提高，單一傳統(tǒng)的生活方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代居民對(duì)高品質(zhì)生活的追求，在這種現(xiàn)象下，許多自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)時(shí)代應(yīng)潮流而生。自動(dòng)售貨機(jī)作為自動(dòng)化設(shè)備中的最常見的設(shè)備之一，由于其眾多的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在世界各地得到了普遍的發(fā)展并且還在不斷地發(fā)展。自動(dòng)售貨機(jī)掀起了繼百貨商店和超市之后的又一零售狂潮，這種智能售貨系統(tǒng)在車站、教學(xué)樓、辦公樓等公共場(chǎng)所有著廣闊的發(fā)展前景。本文在對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的背景歷史和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了研究介紹之后，對(duì)課題中的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了整體的設(shè)計(jì)及規(guī)劃。該自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)是基于EDA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)，利用Altera公司的Q

2、uartus14.0作為其軟件開發(fā)平臺(tái)，利用VHDL編程語(yǔ)言輸入的方式完成了軟件設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)方案對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行了層次化的編寫。把整個(gè)系統(tǒng)劃分為6個(gè)子模塊，分別是找零計(jì)算模塊、確認(rèn)取消控制模塊、找零控制模塊、總錢數(shù)加和模塊、顯示模塊、鎖定模塊，并且對(duì)每一個(gè)子模塊進(jìn)行了詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)。在頂層文件中通過(guò)調(diào)用各個(gè)子模塊來(lái)完成vhdl程序的設(shè)計(jì)。最后在對(duì)每一個(gè)子模塊完成了功能仿真測(cè)試驗(yàn)證，同時(shí)也對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)和仿真測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明了整個(gè)控制系統(tǒng)的合理性以及正確性。整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，操作簡(jiǎn)單，滿足售貨機(jī)的基本要求，具有一定的實(shí)用意義。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售貨機(jī)、VHDL、EDA、Quartu

3、sAbstractAbstract: With the progress of the society, the development of the scientific, and the improvement of living standards, single traditional way of life has not meet modern residents' pursuit of high quality life, under this kind of phenomenon, a number of automation equipment should come

4、 into being. Vending machine as one of the most common equipment in the automation equipment, has been developall over the world and develop constantly because it has many advantages .Vending machines set off after department stores and supermarkets in another retail frenzy, this intelligent vending

5、 system has broad prospects for development in the station, school buildings, office buildings and other public places.Based on the background of the vending machine, the article designs and plansthe project of vending machine system after introducing the history and development trend.The vending ma

6、chine control system is based on the EDA technology to realize, at the same time, it used Quarter 14.0 of the Altera corporationas the software development platform, taking advantage of VHDL programming language input completed the software design.The design scheme is hierarchical writefor the whole

7、 hierarchical control system.The whole system is divided into six sub modules, change calculation module, confirming cancellation control module, the change control module, total amount module, display module, locking module, and each child module software design is design in detail.On the top floor

8、 file by calling each module to complete the VHDL program design.Finally, The design scheme completed the function simulation test to verifyfor each child modules, and conducts Top-level design and simulation test for the whole system, the test results show the rationality and validity of the whole

9、control system.The design of the whole control system is simple and reasonable, the operation is simple, it meets the basic requirement of the vending machine and has certain practical significance.keywords :The vending machine、 EDA、VHDL、Quqrtus1緒論1.1課題研究背景早在20世紀(jì)30年代，出售香煙的自動(dòng)售貨機(jī)就在美國(guó)被研制出來(lái)了，此后，各類自動(dòng)售貨機(jī)也

10、相繼被研究出來(lái)。到了20世紀(jì)的70年代，自動(dòng)售貨機(jī)在歐美地區(qū)和日本的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)?shù)钠毡?。早?998的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，日本就已經(jīng)有了550萬(wàn)臺(tái)各式各樣各種功能的自動(dòng)售貨機(jī)，而美國(guó)所擁有的自動(dòng)售貨機(jī)的數(shù)量更是高達(dá)700萬(wàn)臺(tái)，也就是說(shuō)在上個(gè)世紀(jì)末在日本平均23個(gè)人就擁有一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)，而美國(guó)則是平均35個(gè)人就擁有一臺(tái)。自動(dòng)售貨機(jī)的優(yōu)點(diǎn)之一就是無(wú)需人工看守，這點(diǎn)在當(dāng)今世界人工勞動(dòng)力成本普遍急劇上升的年代成為了各商家最看重的一點(diǎn)，它可以24小時(shí)不斷的進(jìn)行自動(dòng)售貨操作，在為商家降低成本的同時(shí)大大的增加了收益。同時(shí)，其操作方便簡(jiǎn)單、占地面積小、全自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)使其迅速在全世界各地普及開來(lái)。日本作為使用自動(dòng)售貨機(jī)

11、最普遍的國(guó)家，其國(guó)內(nèi)的罐裝飲料有大約70%是通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)來(lái)出售的，銷售額為世界第一；在西班牙，全國(guó)零售業(yè)的銷售額一半以上是由自動(dòng)售貨機(jī)來(lái)完成的，并且每年的速度都在不斷增長(zhǎng)。從這些數(shù)據(jù)可以看出自動(dòng)售貨機(jī)所涉及的行業(yè)在零售行業(yè)中占據(jù)著不可替代的重要作用。1.2課題研究的目的與意義隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，城鎮(zhèn)居民的收入日漸增多，生活條件也越來(lái)越好，城鎮(zhèn)居民的消費(fèi)方式和消費(fèi)心理也正慢慢發(fā)生改變。快捷自動(dòng)化的生活方式正是快節(jié)奏生活下人們所追求的一種高品質(zhì)的生活方式。而自動(dòng)售貨機(jī)作為商業(yè)自動(dòng)化的一種常見設(shè)備，無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都深受消費(fèi)者的喜愛，時(shí)代的發(fā)展為自動(dòng)售貨機(jī)提供了良好的發(fā)展條件。然而，我

12、國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)的發(fā)展卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)及不上歐美和日本等國(guó)家，究其原因一個(gè)方面是因?yàn)槲覈?guó)的自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)發(fā)展比較晚，另外一方面是因?yàn)槲覈?guó)要普遍發(fā)展自動(dòng)售貨機(jī)也有著技術(shù)的瓶頸。自動(dòng)售貨機(jī)是一種內(nèi)部集成度高、技術(shù)復(fù)雜的高科技設(shè)備，而現(xiàn)在我國(guó)多數(shù)企業(yè)都缺乏自主研發(fā)自主創(chuàng)新的精神，使得自動(dòng)售貨機(jī)的很多關(guān)鍵零件都要從國(guó)外進(jìn)口，因此想要在國(guó)內(nèi)發(fā)展這一行業(yè)，解決相關(guān)技術(shù)問(wèn)題自主開發(fā)自動(dòng)售貨機(jī)是最重要的。我國(guó)引進(jìn)自動(dòng)售貨機(jī)已有差不多二十年的時(shí)間，然而至今在國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)和自主研發(fā)制造自動(dòng)售貨機(jī)的企業(yè)少之又少，國(guó)外的自動(dòng)售貨機(jī)還毫無(wú)疑問(wèn)的占據(jù)著我國(guó)絕大部分的的市場(chǎng)。這種現(xiàn)象嚴(yán)重阻礙了我國(guó)發(fā)展自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)。因此，加快腳步和加

13、大力度去自主研制自動(dòng)售貨機(jī)是很有必要的，同時(shí)，更要時(shí)時(shí)關(guān)注最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，盡可能的把這些高科運(yùn)用到自動(dòng)售貨機(jī)行業(yè)中去，只有這樣才能讓該行業(yè)在我國(guó)得到更好更快的的發(fā)展。1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)目前，自動(dòng)售貨機(jī)已經(jīng)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛的運(yùn)用，而我國(guó)由于行業(yè)起步較晚的原因使得各方面技術(shù)還不夠成熟，還需要加大力度去積極發(fā)展這一行業(yè)。在2012六月份，我國(guó)各式各類的自動(dòng)售貨機(jī)的總量只有三萬(wàn)臺(tái)，而在2013六月份，該數(shù)量已經(jīng)上升至五萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)幅度高達(dá)差不多50%，當(dāng)然由自動(dòng)售貨機(jī)帶來(lái)的營(yíng)業(yè)額也是非常龐大的。隨著科技的不斷發(fā)展，如今的自動(dòng)售貨機(jī)也越來(lái)越先進(jìn)，其中設(shè)備的科技含量也日漸增高。自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)

14、展歷程如圖所示：目前我國(guó)生產(chǎn)自動(dòng)售貨機(jī)主要有以下幾家比較知名的廠家：上海艾絲明自動(dòng)售貨機(jī)有限公司，主要生產(chǎn)咖啡機(jī)；天津歌德公司，主要生產(chǎn)咖啡機(jī)；大連富士冰山公司，主要生產(chǎn)飲料機(jī)。除此之外還有青島澳柯瑪自動(dòng)商用設(shè)備有限公司、天津奧萊特自動(dòng)售貨機(jī)有限公司等公司生產(chǎn)的自動(dòng)售貨機(jī)也是比較常見的。自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是由于社會(huì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的產(chǎn)物。由于社會(huì)的消費(fèi)方式、銷售環(huán)境等的變化，自動(dòng)售貨機(jī)的售貨方式作為一種新的流通渠道，自然而然自動(dòng)售貨機(jī)也就應(yīng)時(shí)代發(fā)展而生了。自動(dòng)售貨機(jī)從一開始的功能單一結(jié)構(gòu)單一發(fā)展到現(xiàn)在的功能多元化個(gè)性化，該行業(yè)也成為信息化的一種表現(xiàn)。而且自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展也

15、將會(huì)更加合理化人性化，它已不僅僅是一臺(tái)用來(lái)銷售商品的機(jī)器，隨著科技的發(fā)展，通信的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，它也必將向著相互連通的信息生態(tài)圈的方向發(fā)展，必將發(fā)展成為一種集商品銷售、信息流通等于一體的高科技的終端設(shè)備。1.4 課題研究的主要內(nèi)容本文主要研究利用自動(dòng)售貨機(jī)來(lái)完成商品處理、貨幣找零、出貨操作、led顯示等功能。完成的工作主要包括以下幾個(gè)方面：1. 對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的歷史及發(fā)展前景做了簡(jiǎn)單的陳述。2. 對(duì)課題中用的比較多的EDA技術(shù)以及VHDL語(yǔ)言、Quarter軟件開發(fā)平臺(tái)的相關(guān)知識(shí)做了簡(jiǎn)單的介紹。3. 在對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行了一定的研究和分析之后，提出了整體設(shè)計(jì)方案。4. 對(duì)各個(gè)子模

16、塊功能的利用vhdl語(yǔ)言程序的輸入的方式進(jìn)行了詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)，并且對(duì)每一個(gè)子模塊進(jìn)行了仿真測(cè)試，對(duì)其相對(duì)應(yīng)的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，同時(shí)也對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，對(duì)整個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。2相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介2.1 EDA技術(shù)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)就是常見的EDA技術(shù)的簡(jiǎn)稱，這種技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中有著非常重要的作用。EDA技術(shù)以強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)為依賴，在相應(yīng)的軟件開發(fā)平臺(tái)上，利用硬件描述語(yǔ)言（HDL）來(lái)完成系統(tǒng)的各項(xiàng)功能的邏輯描述。EDA技術(shù)有著豐富的內(nèi)容，與電子技術(shù)很多領(lǐng)域有著密不可分的聯(lián)系，所以其發(fā)展同計(jì)算機(jī)輔助工程、電子設(shè)計(jì)技術(shù)以及集成電路的大規(guī)模設(shè)計(jì)技術(shù)等都是同步發(fā)展的。

17、就近30多年來(lái)其發(fā)展可分為以下階段：l 上世紀(jì)70年代可編程邏輯器件開始問(wèn)世，集成電路得到廣泛應(yīng)用，CAD技術(shù)也開始發(fā)展，EDA技術(shù)也就是在這個(gè)時(shí)候開始出現(xiàn)。l 上世紀(jì)80年代進(jìn)入商用的復(fù)雜可編程邏輯器件、FPGA器件的出現(xiàn)、CAD技術(shù)廣泛的應(yīng)用、各類硬件描述語(yǔ)言的相繼出現(xiàn)，這些解決EDA技術(shù)要廣泛運(yùn)用過(guò)程中所遇到的各種問(wèn)題，為其規(guī)范應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。l 上世紀(jì)90年代，CAD、CAE等技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在電子領(lǐng)域方面。同時(shí)，通信技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得EDA技術(shù)有了更大的發(fā)展空間。發(fā)展至現(xiàn)在的EDA技術(shù)，CPLD和FPGA等可編程邏輯器件是被應(yīng)用得最多的，這些器件是利用硬件編程語(yǔ)言來(lái)進(jìn)

18、行軟件設(shè)計(jì)以完成功能設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)方式簡(jiǎn)單方便，有著非常大的靈活性?？删幊踢壿嬈骷涂删幊陶Z(yǔ)言的發(fā)展改變了傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念，同時(shí)也讓EDA技術(shù)有了更快的發(fā)展。EDA技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展及應(yīng)用范圍是非常廣泛的，不僅在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域被應(yīng)用，在通信、化學(xué)、交通、航天等領(lǐng)域更是有著不可替代的重要作用。（EDA技術(shù)與VHDL P1）2.2 VHDLVHDL的全稱是Very High Speed Circuit Language，與另一種VerilogHDL語(yǔ)言是現(xiàn)在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化中用的最多的兩種硬件描述語(yǔ)言,現(xiàn)在用的比較多的EDA工具基本都支持這兩種語(yǔ)言，在電子領(lǐng)域中已經(jīng)成為

19、了通用的硬件描述語(yǔ)言。VHDL是一種無(wú)關(guān)設(shè)計(jì)平臺(tái)、無(wú)關(guān)具體的硬件電路的語(yǔ)言。跟一般的高級(jí)語(yǔ)言類似，不過(guò)卻有著一般高級(jí)語(yǔ)言沒有的具有硬件特性的語(yǔ)句，能很好的描述數(shù)字電路的功能和結(jié)構(gòu)。VHDL的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)計(jì)一項(xiàng)工程或?qū)嶓w，一個(gè)元件、一個(gè)系統(tǒng)或者一個(gè)電路模塊都可以設(shè)計(jì)成為一個(gè)實(shí)體，被設(shè)計(jì)好的實(shí)體可以很方便的被調(diào)用，這是VHDL很大的一個(gè)特點(diǎn)。與其他的硬件描述語(yǔ)言相比，VHDL有以下特點(diǎn)：l 設(shè)計(jì)好的模塊可以任意無(wú)數(shù)次的被調(diào)用，很好的做到了資源共享和重復(fù)利用這一點(diǎn)，大大減少了設(shè)計(jì)人員的工作量和工作時(shí)間。l 語(yǔ)言的設(shè)計(jì)描述與器件無(wú)關(guān)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以把精力放在優(yōu)化電路上而不用先去考

20、慮器件的選擇，VHDL可以采用不同的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)已經(jīng)描述好的電路設(shè)計(jì)。l 語(yǔ)言功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)方法靈活，支持各式各樣的設(shè)計(jì)方法，無(wú)論是自頂向下還是自底向上的設(shè)計(jì)方式在VHDL中都可以靈活的被運(yùn)用。同時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)，層次化設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法也是被支持的。l 具有很強(qiáng)的移植能力，對(duì)于同一個(gè)VHDL程序，它可以在不同的工作平臺(tái)、綜合器、模擬器之間相互移植。一個(gè)完整的VHDL程序代碼結(jié)構(gòu)包括4個(gè)模塊，庫(kù)和程序包的模塊、實(shí)體模塊、結(jié)構(gòu)體模塊、配置結(jié)構(gòu)模塊。其結(jié)構(gòu)圖如圖所示：2.3 Quartus軟件Quartus是由Altera公司開發(fā)的一種EDA工具，是經(jīng)過(guò)A+plus、然后到MAX+plus,再到MAX+p

21、lus發(fā)展而來(lái)的。Quartus支持多種輸入方式，例如原理圖輸入，硬件編程語(yǔ)言輸入等，在使用Quartus軟件時(shí)，它會(huì)將設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)好的硬件編程語(yǔ)言或者原理圖等自動(dòng)轉(zhuǎn)換目標(biāo)文件，最后將目標(biāo)文件下載到器件中。通過(guò)DSP Builder工具，Quartus能很好的跟Matlab、Simulink等結(jié)合起來(lái)，從而能夠方便快捷的實(shí)現(xiàn)不同的DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因?yàn)橛兄?jiǎn)單直接的入口和很強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力，以及使用靈活、方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，所以很受廣大設(shè)計(jì)者的青睞。Quartus軟件有以下特點(diǎn)：l 支持多平臺(tái)的設(shè)計(jì)輸入，結(jié)合其處理和驗(yàn)證功能使其成為一個(gè)全集化的開發(fā)平臺(tái)，讓開發(fā)周期變短。l 是一個(gè)與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的開發(fā)工具，

22、Quartus通過(guò)把Cyclone、APEX、Mercury等設(shè)計(jì)環(huán)境轉(zhuǎn)化為所需要的格式，真真正正的成為唯一一個(gè)與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的開發(fā)工具。l 具有很具有全面的可設(shè)計(jì)開發(fā)資源，是一個(gè)集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、邏輯設(shè)計(jì)于一體的綜合性開發(fā)平臺(tái)。Quartus的編程設(shè)計(jì)流程圖所示：2.4 Modelsim仿真工具M(jìn)odelsim提供了可以與其他EDA工具（如Quartus）的接口工具。Modelsim支持Verilog、vhdl或者二者相結(jié)合的混合。針對(duì)不同的使用環(huán)境，Modeislm分為不同的版本，常見的版本有：Modelsim AE、Modelsim ASE、Modelsim SE等。在本文的設(shè)計(jì)的版本是

23、Modelsim ASE10.1版本。VHDL的仿真流程如圖所示，首先在VHDl仿真器中對(duì)已設(shè)計(jì)好的VHDL源代碼進(jìn)行編譯，等到代碼被編譯正確后就會(huì)被轉(zhuǎn)換為中間格式，中間數(shù)據(jù)的結(jié)果將會(huì)保存在仿真數(shù)據(jù)庫(kù)中，一般來(lái)說(shuō)，VHDL源代碼在編譯好的仿真庫(kù)就是WORK庫(kù)。設(shè)計(jì)者通過(guò)編寫TestBeach文件來(lái)干預(yù)仿真的過(guò)程，在本文的設(shè)計(jì)中，計(jì)時(shí)通過(guò)編寫不同的TestBeach文件來(lái)對(duì)不同的模塊代碼進(jìn)行仿真測(cè)試。3 系統(tǒng)總體方案3.1 設(shè)計(jì)要求l 本文設(shè)計(jì)的售貨機(jī)系統(tǒng)中只有一種，價(jià)格為13元；l 可以投入三種不同的貨幣來(lái)購(gòu)買商品，分別是1元、5元、10元；l 每次只允許購(gòu)買一個(gè)商品，若想要購(gòu)買多個(gè)商品，則需

24、要重復(fù)執(zhí)行購(gòu)買操作；l 售貨機(jī)的顯示器會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示總共投入的貨幣的總額；l 當(dāng)投入貨幣后，如果不想購(gòu)買商品了則可以通過(guò)按取消鍵來(lái)退還投入的貨幣，否則就按確定鍵來(lái)獲取商品；l 設(shè)置兩個(gè)指示燈，分別是購(gòu)買指示燈和取消指示燈，當(dāng)顧客按下確定鍵后購(gòu)買指示燈亮起；若顧客按下取消鍵，則取消指示燈亮起；3.2 總體設(shè)計(jì)通過(guò)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求以及考慮到系統(tǒng)本身，本文對(duì)整個(gè)總動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，自頂向下的設(shè)計(jì)方法如圖所示，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)從頂層開始，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就清楚實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的性能狀況。隨著設(shè)計(jì)向下一級(jí)進(jìn)行，系統(tǒng)的性能就能進(jìn)一步得到細(xì)化和表達(dá)，并且可

25、以根據(jù)個(gè)人需要隨時(shí)修改和調(diào)整，縮短了設(shè)計(jì)周期。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的頂層文件進(jìn)行如下端口設(shè)計(jì)：l 輸入端口：clk,輸入時(shí)鐘信號(hào)；rst，復(fù)位信號(hào)；C1，投入一張1元貨幣；C5，投入一張5元貨幣；C10，投入一張10元貨幣；ok_in,確認(rèn)信號(hào)；cancel_in，取消信號(hào)。l 輸出端口：led_buy,確認(rèn)購(gòu)買指示燈；led_cancel,取消購(gòu)買指示燈；en_deliver,出貨信號(hào)；led1,投入貨幣總數(shù)的個(gè)位數(shù)（單位是元）；led10,投入貨幣總數(shù)的十位數(shù)（單位是元）。l 內(nèi)部可讀輸出端口：RC1,1元退幣控制信號(hào)；RC5,5元退幣控制信號(hào)；RC10,10元退幣控制信號(hào)。端口原理圖如圖所示：在確

26、定了整個(gè)系統(tǒng)的輸入輸出端口后，給出自動(dòng)售貨機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)部的工作原理:當(dāng)系統(tǒng)接收到復(fù)位信號(hào)后，其他所有的控制信號(hào)和標(biāo)識(shí)信號(hào)都清空為零，系統(tǒng)處于等待指令的狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)接收到相關(guān)信號(hào)輸入時(shí)，系統(tǒng)開始工作。顧客確定購(gòu)買商品時(shí)，開始投入貨幣，當(dāng)投入貨幣為1元、5元、10元時(shí)，將分別產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘寬度的信號(hào)C1、C5、C10。所投入的貨幣總額會(huì)實(shí)時(shí)計(jì)算并通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。當(dāng)顧客確定購(gòu)買商品并按下確認(rèn)鍵的時(shí)候，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)ok_in,而且由led_buy控制的代表確認(rèn)購(gòu)買的指示燈會(huì)閃爍。如果投入貨幣的總額大于商品價(jià)格時(shí)，則送出商品并計(jì)算出余額操作退出余額，此時(shí)出貨指示燈閃爍。如果投入的貨幣不足

27、以支付商品價(jià)格，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)退還所有貨幣。當(dāng)顧客投入貨幣又不想購(gòu)買商品時(shí)，就可以通過(guò)按下取消鍵來(lái)取消購(gòu)買，這時(shí)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)cancel_in，同時(shí)通過(guò)找零控制模塊來(lái)執(zhí)行相應(yīng)操作退還貨幣。如果確認(rèn)鍵或者取消鍵被按下后，自動(dòng)售貨機(jī)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)lock_out_entry內(nèi)部信號(hào)，當(dāng)發(fā)出信號(hào)后，所有的操作都是無(wú)效的。當(dāng)完成所有的操作后，將產(chǎn)生一個(gè)clear清除信號(hào)，此時(shí)所有的信號(hào)都會(huì)被清除，自動(dòng)售貨機(jī)開始等待下一次操作。整個(gè)系統(tǒng)的投幣購(gòu)物流程如圖所示：將整個(gè)系統(tǒng)劃分成六個(gè)模塊，分別是購(gòu)買余額計(jì)算模塊、找零控制模塊、確認(rèn)取消模塊、總額加和模塊、鎖定模塊和顯示模塊。各模塊的功能：余額計(jì)算模塊：當(dāng)

28、顧客確認(rèn)購(gòu)買商品并按下了售貨機(jī)的確認(rèn)鍵后，找零模塊就開始計(jì)算出應(yīng)該退還的余額。找零控制模塊：在顧客確定購(gòu)買商品后執(zhí)行找零操作，或者是在顧客取消購(gòu)買后執(zhí)行退還原款操作。確認(rèn)取消模塊：顧客在選擇購(gòu)買商品或者取消購(gòu)買商品后，將輸入的確認(rèn)信號(hào)或者取消信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成單時(shí)鐘周期的控制信號(hào)，并且控制相對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈的亮和不亮。總額加和模塊：不斷的更新并計(jì)算售貨機(jī)收到的總貨幣數(shù)量。鎖定模塊：可以按下確認(rèn)鍵或者取消鍵，當(dāng)其中任意一個(gè)鍵被按下后，整個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的按鍵的輸入都是無(wú)效的。顯示模塊：通過(guò)控制兩個(gè)顯示器（led1和led10）來(lái)顯示所投入貨幣的總額。整個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)的內(nèi)部工作過(guò)程的總體框圖如圖所示：對(duì)每一

29、個(gè)子模塊進(jìn)行VHDL設(shè)計(jì)，然后對(duì)其進(jìn)行編譯，再編譯沒有錯(cuò)誤后，通過(guò)編寫TestBeach文件來(lái)對(duì)其進(jìn)行仿真測(cè)試來(lái)驗(yàn)證每一個(gè)模塊的功能是否正確。在頂層文件的vhdl程序設(shè)計(jì)中，通過(guò)特定的例化語(yǔ)句將已經(jīng)設(shè)計(jì)好的6個(gè)子模塊進(jìn)行例化，然后直接對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)用，整個(gè)頂層程序的設(shè)計(jì)就是通過(guò)調(diào)用底層的6個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，完成頂層設(shè)計(jì)后再對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真測(cè)試。4 軟件設(shè)計(jì)及仿真測(cè)試4.1確認(rèn)取消模塊 （ok_cancel模塊）設(shè)計(jì)思想及工作原理在確認(rèn)取消模塊中，顧客可以在投幣之后選擇繼續(xù)購(gòu)買商品或者取消購(gòu)買商品，若確定購(gòu)買則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)確認(rèn)信號(hào)，而該模塊可以把該信號(hào)轉(zhuǎn)換成單時(shí)鐘的控制信號(hào)，同時(shí)確定購(gòu)買led_

30、buy顯示燈會(huì)亮；同樣，若顧客按下取消健，則該模塊會(huì)將輸入的取消信號(hào)轉(zhuǎn)換單時(shí)鐘周期的控制信號(hào)，同時(shí)確定購(gòu)買cancel_buy顯示燈會(huì)變亮。確認(rèn)取消模塊有以下輸入端口：l 輸入端口：clk,輸入時(shí)鐘信號(hào)；rst，復(fù)位信號(hào)；clear，清除信號(hào)；lock_out_entry，鎖定信號(hào)；ok_in,確認(rèn)信號(hào)；cancel_in，取消信號(hào)。l 輸出端口：ok,內(nèi)部時(shí)鐘確認(rèn)控制信號(hào)；cancel,內(nèi)部時(shí)鐘取消控制信號(hào)；led_buy,確認(rèn)購(gòu)買指示燈控制信號(hào)；led_cancel,取消購(gòu)買指示燈控制信號(hào)。電路原理圖如圖所示：該模塊的工作過(guò)程如下：首先系統(tǒng)復(fù)位，等待確認(rèn)購(gòu)買信號(hào)或者取消購(gòu)買信號(hào)的輸入，當(dāng)收

31、到信號(hào)后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)接收到的信號(hào)立即生成一個(gè)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部控制信號(hào)ok信號(hào)或者cancel信號(hào)。同時(shí)，指示燈會(huì)根據(jù)接收到的控制信號(hào)led_buy或者led_cancel來(lái)顯示燈的亮和滅。此過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)第一次接收到確認(rèn)購(gòu)買信號(hào)或者取消信號(hào)后，將會(huì)岸上產(chǎn)生一個(gè)鎖定信號(hào)lock_out_entry，當(dāng)接收到此信號(hào)后，整個(gè)系統(tǒng)的所有操作都會(huì)無(wú)效，直到系統(tǒng)執(zhí)行完畢，模塊接收到清零信號(hào)后，所有信號(hào)都會(huì)被清空歸零。由Quqrtus軟件內(nèi)部生成的RTL電路圖如圖所示：仿真測(cè)試對(duì)確認(rèn)取消模塊進(jìn)行仿真測(cè)試后，得到如圖所示的仿真波形圖：對(duì)所得到的仿真波形圖進(jìn)行分析：在15ns前，系統(tǒng)復(fù)位；在30ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收

32、到一個(gè)確認(rèn)購(gòu)買的信號(hào)，此時(shí)會(huì)生成ok信號(hào)，即一個(gè)時(shí)鐘的內(nèi)部控制信號(hào)，同一時(shí)間，會(huì)發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)led_buy,以此來(lái)控制購(gòu)買指示燈亮。在時(shí)間為31ns時(shí)，可以看到系統(tǒng)發(fā)出了一個(gè)鎖定信號(hào)lock_out_entry,當(dāng)系統(tǒng)接收到該信號(hào)后，其他所有的按鍵操作都將被視為無(wú)效，所以在40ns時(shí)輸入的cancel信號(hào)不會(huì)被響應(yīng)；在60ns時(shí)操作執(zhí)行完畢，系統(tǒng)接收到一個(gè)clear的控制信號(hào)，此時(shí)鎖定信號(hào)歸零，同時(shí)led_buy控制信號(hào)歸零。4.2找零控制模塊 （refund模塊）4.2.1設(shè)計(jì)思想及工作原理找零控制模塊有以下輸入端口：l 輸入端口：clk,輸入時(shí)鐘信號(hào)；rst，復(fù)位信號(hào)；clear，清除

33、信號(hào)；ok,接收到確認(rèn)信號(hào)；cancel，接收到取消信號(hào)；sum1,表示接收到的投入1元貨幣的信號(hào)；sum_5,接收到的投入5元貨幣的信號(hào)；sum10,表示接收到的投入10元貨幣的信號(hào)；sum,投入貨幣總和信號(hào)；Rsum1,退出1元貨幣的數(shù)量；Rsum5,退出5元貨幣的數(shù)量；Rsum10,退出10元貨幣的數(shù)量；l 輸出端口：en_deliver,給貨控制信號(hào)；RC1,退幣1元的信號(hào)；RC5,退幣5元的信號(hào)；RC10,退幣10元的信號(hào)。電路原理圖如圖所示：當(dāng)系統(tǒng)接收到確認(rèn)取消模塊發(fā)來(lái)的確認(rèn)購(gòu)買信號(hào)時(shí)，則該模塊開始執(zhí)行找零過(guò)程，同時(shí)發(fā)出給貨控制信號(hào)en_deliver，當(dāng)找零操作完成后系統(tǒng)發(fā)出清零

34、信號(hào)；當(dāng)系統(tǒng)接收到其他模塊發(fā)出的取消購(gòu)買信號(hào)后，則該模塊開始執(zhí)行退幣操作，模塊會(huì)根據(jù)投入的貨幣發(fā)出不同的退幣控制信號(hào)，從而完成所有貨幣的退還，操作完成后系統(tǒng)發(fā)出清零信號(hào)。由Quqrtus軟件內(nèi)部生成的RTL電路圖如圖所示：4.2.2仿真測(cè)試對(duì)找零控制模塊的仿真有2種情況：1、 確認(rèn)購(gòu)買操作；系統(tǒng)執(zhí)行取消購(gòu)買操作，得到如圖所示的仿真波形圖：分析上圖中的波形圖可以看出：在5ns前，系統(tǒng)復(fù)位；在10ns時(shí)，系統(tǒng)接收到確認(rèn)購(gòu)買信號(hào)ok,同時(shí)接收到信號(hào)sum，表示系統(tǒng)收到投入貨幣為15元，在同一時(shí)刻發(fā)出給貨信號(hào)en_deliver；在11ns的時(shí)候，就收到了其他模塊發(fā)來(lái)的退幣信號(hào)Rsum_10，可以看出

35、當(dāng)投入貨幣依次是15、14、13元時(shí)，退幣金額分別為2、1、0元；當(dāng)給貨信號(hào)完畢后，該模塊立即產(chǎn)生退幣信號(hào)，系統(tǒng)開始執(zhí)行找零操作，操作完成后系統(tǒng)清零。2、 取消購(gòu)買操作；對(duì)系統(tǒng)執(zhí)行取消購(gòu)買操作，得到如圖所示的仿真波形圖：對(duì)該波形圖進(jìn)行分析可以看出：在5ns前，系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)；在10ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收到其他模塊發(fā)出的投幣信號(hào)，分別投入了一張5元貨幣和一張10元貨幣，同時(shí)，接收到別的模塊發(fā)出的信號(hào)sum;在30ns時(shí)，系統(tǒng)接收到確認(rèn)取消模塊發(fā)出的取消信號(hào)，則該模塊開始執(zhí)行退幣過(guò)程，退幣控制信號(hào)RC50、RC100分別發(fā)出一個(gè)高電平信號(hào)，每個(gè)退幣控制信號(hào)代表退出行對(duì)應(yīng)的一種貨幣；在操作完成后系統(tǒng)

36、發(fā)出清零信號(hào)。4.3總額加和模塊 （sum_cash模塊）4.3.1設(shè)計(jì)思想及工作原理總額加和模塊有以下輸入端口：l 輸入端口：clk,輸入時(shí)鐘信號(hào)；rst，復(fù)位信號(hào)；clear，清除信號(hào)；C1，投入一元貨幣信號(hào)；C5，投入五元貨幣信號(hào)；C10，投入十元貨幣信號(hào)；RC1,退幣1元的信號(hào)；RC5,退幣5元的信號(hào)；RC10,退幣10元的信號(hào)；lock_out_entry,鎖定信號(hào)。l 輸出端口：sum_1,表示發(fā)出1元貨幣的信號(hào)；sum_5,發(fā)出5元貨幣的信號(hào)；sum_10,發(fā)出10元貨幣的信號(hào)；sum,投入貨幣總和信號(hào)；電路原理圖如圖所示：當(dāng)系統(tǒng)輸入不同的投幣信號(hào)時(shí)，則sum1,sum5,sum

37、10就會(huì)記錄相對(duì)應(yīng)的貨幣的數(shù)量，而sum則記錄了投入貨幣的總額。當(dāng)貨幣投入完畢后，顧客會(huì)選擇確認(rèn)購(gòu)買商品或者取消購(gòu)買，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)接收到的不同的信號(hào)來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作，當(dāng)找零模塊執(zhí)行完找零操作或者退幣操作后總數(shù)加和模塊就會(huì)收到系統(tǒng)的清零信號(hào)，所有的內(nèi)部信號(hào)和表示都會(huì)被清除。由Quqrtus軟件內(nèi)部生成的RTL電路圖如圖所示：4.3.2仿真測(cè)試對(duì)總額加和模塊進(jìn)行仿真測(cè)試得到如圖所示的波形圖：對(duì)圖中波形進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在5ns之前，系統(tǒng)在復(fù)位狀態(tài)；在時(shí)間為20ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收到C1、C5、C10發(fā)出的3個(gè)投幣信號(hào)，30ns時(shí)又收到1個(gè)1元投幣信號(hào)，對(duì)應(yīng)的sum1、sum5、sum10記錄了相對(duì)應(yīng)

38、不貨幣的數(shù)量，sum則記錄了投入貨幣的總額；在時(shí)間為40ns時(shí)，lock_out_entry信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)其他按鍵都會(huì)無(wú)效；當(dāng)系統(tǒng)開始接收到退幣信號(hào)后，相應(yīng)的sum1、sum5、sum10也會(huì)發(fā)生變化，找零結(jié)束后系統(tǒng)發(fā)出清零信號(hào)，系統(tǒng)內(nèi)的表示和內(nèi)部信號(hào)都被清除。4.4余額計(jì)算模塊 （calculator模塊）4.4.1設(shè)計(jì)思想及工作原理余額計(jì)算模塊有以下輸入端口：l 輸入端口：rst，復(fù)位信號(hào)；clear，清除信號(hào)；ok，確認(rèn)購(gòu)買信號(hào)；輸出端口：sum1,投入1元貨幣的信號(hào)；sum5,投入5元貨幣的信號(hào)；sum10,投入10元貨幣的信號(hào)；sum,投入貨幣總和信號(hào)。l 雙向端口R：sum1

39、,退還1元貨幣的信號(hào)；Rsum5,退還5元貨幣的信號(hào)；Rsum10,退還10元貨幣的信號(hào)。電路原理圖如圖所示：余額計(jì)算模塊在收到其他模塊發(fā)出的確認(rèn)購(gòu)買信號(hào)后，就會(huì)開始執(zhí)行操作。根據(jù)所投入的貨幣總額，可以分為3種情況：投入貨幣小于商品價(jià)格，該情況下售貨機(jī)會(huì)退還所有貨幣；投入貨幣剛好等于商品價(jià)格，該情況下退還余額為零；投入貨幣大于商品價(jià)格，該情況則根據(jù)商品的價(jià)格和顧客投入總額的差額來(lái)計(jì)算應(yīng)找余額。由Quqrtus軟件內(nèi)部生成的RTL電路圖如圖所示：4.4.2仿真測(cè)試對(duì)余額計(jì)算模塊的仿真有3種情況：1、投入貨幣小于商品價(jià)格；2、投入貨幣等于商品價(jià)格；3、投入貨幣大于商品價(jià)格；對(duì)于第1種情況，得到如圖

40、所示的仿真波形：對(duì)于上面的波形圖，可以看出在時(shí)間為5ns前，系統(tǒng)復(fù)位；在10ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收到投入一張10元貨幣的信號(hào)和一張1元貨幣，接著在20ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收到控制確認(rèn)購(gòu)買的信號(hào)ok,經(jīng)過(guò)計(jì)算最后得到投入的貨幣總額11元小于商品的設(shè)定價(jià)格13元，所以系統(tǒng)將發(fā)出退款信號(hào)，Rsum10和Rsum1均被賦值為1，表示要退還10元貨幣和一元貨幣，當(dāng)系統(tǒng)的找零控制模塊接收到此信號(hào)后會(huì)執(zhí)行相應(yīng)操作；在時(shí)間40ns時(shí)，發(fā)出清零信號(hào)。對(duì)于第2種情況，得到如圖所示的仿真波形：對(duì)于上面的波形圖，可以看出在時(shí)間為5ns前，系統(tǒng)復(fù)位；在10ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收到投入一張10元貨幣和3張一元貨幣的信號(hào)，接著在

41、20ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收到控制確認(rèn)購(gòu)買的信號(hào)ok,經(jīng)過(guò)計(jì)算最后得到投入的貨幣總額13元?jiǎng)偤玫扔谏唐返脑O(shè)定價(jià)格13元，所以系統(tǒng)將發(fā)出退款信號(hào)，Rsum10、Rsum5、Rsum1均被賦值為0，表示要退還貨幣均為0，當(dāng)系統(tǒng)的找零控制模塊接收到此信號(hào)后會(huì)執(zhí)行相應(yīng)操作；在時(shí)間40ns時(shí)，發(fā)出清零信號(hào)，清除系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)。對(duì)于第3種情況，得到如圖所示的仿真波形：對(duì)于上面的波形圖，可以看出在時(shí)間為5ns前，系統(tǒng)復(fù)位；在10ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收到投入2張貨幣的信號(hào)，接著在20ns的時(shí)候，系統(tǒng)接收到控制確認(rèn)購(gòu)買的信號(hào)ok,經(jīng)過(guò)計(jì)算最后得到投入的貨幣總額20元大于價(jià)格13元，所以系統(tǒng)將發(fā)出退款信號(hào)，Rsum10、

42、Rsum5、Rsum1分別被賦值為2、1、0，表示要退還貨幣均為2張1元，1張5元，當(dāng)系統(tǒng)的找零控制模塊接收到此信號(hào)后會(huì)執(zhí)行相應(yīng)操作；在時(shí)間40ns時(shí)，發(fā)出清零信號(hào)，清除系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)。4.5鎖定模塊（lock模塊） 4.5.1設(shè)計(jì)思想及工作原理鎖定模塊有以下輸入輸出端口：l 輸入端口：rst，復(fù)位信號(hào)；clear，清除信號(hào)；ok，確認(rèn)購(gòu)買信號(hào)；cancel，取消購(gòu)買信號(hào)。l 輸出端口：lock_out_entry,鎖定信號(hào)。端口原理圖如圖所示：當(dāng)該模塊接收到確認(rèn)取消模塊發(fā)出的無(wú)論是確認(rèn)信號(hào)還是取消信號(hào)，都會(huì)發(fā)出一個(gè)鎖定信號(hào)，從而鎖定整個(gè)系統(tǒng)的其他任何操作。由Quqrtus軟件內(nèi)部生成的RTL電

43、路圖如圖所示：4.5.2仿真測(cè)試對(duì)鎖定模塊進(jìn)行仿真測(cè)試，得到如圖所示波形：對(duì)該波形圖進(jìn)行分析：在5ns前，系統(tǒng)復(fù)位；在20ns時(shí)，系統(tǒng)接收到確認(rèn)取消模塊發(fā)出的cancel控制信號(hào)，此時(shí)該模塊會(huì)立即產(chǎn)生lock_out_entry信號(hào)，即按鍵鎖定信號(hào)；在40ns時(shí)，系統(tǒng)操作結(jié)束，發(fā)出清零信號(hào)。4.6顯示模塊 4.6.1設(shè)計(jì)思想及工作原理l 輸入端口：din,表示收到貨幣總額信號(hào)。l 輸出端口：led1,顯示貨幣的個(gè)位數(shù)；led10，顯示貨幣的十位數(shù)。顯示模塊會(huì)實(shí)時(shí)顯示售貨機(jī)收到的貨幣總額，并且通過(guò)led1來(lái)顯示投入貨幣的個(gè)位數(shù)，led2來(lái)顯示投入貨幣的十位數(shù)。在該模塊中，調(diào)用了一個(gè)數(shù)碼管顯示的元

44、件disp7。Lock模塊的端口原理圖如圖所示：由Quqrtus軟件內(nèi)部生成的TRL電路圖如圖所示：4.6.2七段數(shù)碼管顯示器設(shè)計(jì)在元件disp7程序設(shè)計(jì)中，有一個(gè)輸入端口din,一個(gè)輸出端口led。disp7程序的端口原理圖如圖所示：該元件設(shè)計(jì)的主要目的是具體定義了從09中每一個(gè)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的字符串賦值。由Quqrtus軟件內(nèi)部生成的RTL電路圖如圖所示：4.6.3仿真測(cè)試顯示模塊仿真波形圖如圖所示：對(duì)該波形圖進(jìn)行分析：當(dāng)顯示模塊接收到用來(lái)控制貨幣總額的信號(hào)din時(shí)，兩個(gè)led顯示器會(huì)馬上將貨幣總額顯示出來(lái)。圖中可以看出，投入貨幣總額為15元，則led1應(yīng)顯示為5，led2應(yīng)顯示為1，根據(jù)vh

45、dl程序的設(shè)計(jì)，led信號(hào)用字符串“"1111001”來(lái)顯示1，用字符串“0010010”來(lái)顯示數(shù)字5，圖中的波形圖說(shuō)明了顯示器顯示是正確的。4.7頂層設(shè)計(jì)與分析頂層的設(shè)計(jì)就是對(duì)整個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了在整個(gè)系統(tǒng)中達(dá)到連接底層元件從而形成更高層次的電路設(shè)計(jì)，在頂層文件的vhdl程序設(shè)計(jì)中使用了例化語(yǔ)句。在程序中利用component語(yǔ)句對(duì)準(zhǔn)備調(diào)用的元件做了聲明，并利用net1net11十一個(gè)信號(hào)作為系統(tǒng)的內(nèi)部連線。顯然，元件例化的實(shí)質(zhì)就是引用一種連接關(guān)系，將之前已經(jīng)設(shè)計(jì)好的設(shè)計(jì)實(shí)體定義為一個(gè)元件，然后把元件與當(dāng)前的設(shè)計(jì)實(shí)體的端口通過(guò)特定的語(yǔ)句連接起來(lái)，從而為當(dāng)前的設(shè)計(jì)實(shí)體引進(jìn)新的低一級(jí)的設(shè)計(jì)層次。元件例化是vhdl設(shè)計(jì)實(shí)體完成自上而下層次化設(shè)計(jì)的一種途徑。4.7.1設(shè)計(jì)思