自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)題目：自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的與任務(wù)：（1） 進(jìn)一步掌握MAX+PLUS軟件的使用方法；（2） 會使用VHDL語言設(shè)計(jì)小型數(shù)字電路系統(tǒng)；（3） 掌握應(yīng)用MAX+PLUS軟件設(shè)計(jì)電路的流程；（4） 掌握自動售貨機(jī)的設(shè)計(jì)方法；（5） 會使用GW48實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。內(nèi)容和要求：設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的自動售貨機(jī)，它能夠完成錢數(shù)處理、找零、顯示、退幣等功能。（1）用3個(gè)鍵表示3種錢，再用3個(gè)鍵表示3種物品。（2）用2個(gè)數(shù)碼管顯示輸入的錢數(shù)，再用2個(gè)數(shù)碼管顯示所找的錢數(shù)，以元為單位。（3）買東西時(shí)，先輸入錢，用數(shù)碼管顯示錢數(shù)，再按物品鍵，若輸入的錢數(shù)大于物品的價(jià)格，用數(shù)碼管顯示所找

2、的錢數(shù)，并用發(fā)光二極管表示購買成功。（4）若輸入的錢數(shù)少于物品的價(jià)格，用數(shù)碼管顯示退出的錢數(shù)，并用發(fā)光二極管表示購買失敗。設(shè)計(jì)內(nèi)容（原理圖以及相關(guān)說明、調(diào)試過程、結(jié)果）一、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)要求，系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。時(shí)鐘分頻器 控制器商品選擇錢數(shù)輸入譯碼顯示 圖1 系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)按功能可分為分頻模塊、控制模塊和譯碼輸出模塊。（1）分頻模塊的作用是獲得周期較長的時(shí)鐘信號，便于操作，且不會產(chǎn)生按鍵抖動的現(xiàn)象。其原理是定義兩個(gè)中間信號Q、DIV_CLK，Q在外部時(shí)鐘CLK的控制下循環(huán)計(jì)數(shù)，每當(dāng)計(jì)數(shù)到一個(gè)設(shè)定的值時(shí)DIV_CLK的值翻轉(zhuǎn)，最后將DIV_CLK賦給NEW_CLK即可，改變設(shè)定

3、值可改變分頻的大小。（a2）控制模塊是這個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，它具有判斷按鍵、計(jì)算輸入錢數(shù)總和、計(jì)算找零、控制顯示四個(gè)作用。它的工作原理是每當(dāng)時(shí)鐘上升沿到來時(shí)，判斷哪個(gè)按鍵按下，若按下的是錢數(shù)鍵，則將錢數(shù)保存于中間信號COIN，若下次按下的仍是錢數(shù)鍵，COIN的值則加上相應(yīng)的值并顯示于數(shù)碼管；當(dāng)物品鍵按下時(shí)，則將COIN的值與物品 價(jià)格進(jìn)行比較，然后控制找零。（3）由于錢數(shù)可能大于9，所以譯碼顯示模塊的作用就是將錢數(shù)譯碼后用兩個(gè)數(shù)碼管顯示，這樣方便觀察。根據(jù)各個(gè)功能模塊的功能并進(jìn)行整合，可得到一個(gè)完整的自動售貨機(jī)系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)原理圖，如圖2所示。 圖2 設(shè)計(jì)原理圖二、 系統(tǒng)主要VHDL源程序（

4、1） 分頻器的源程序（外部時(shí)鐘選用3MHz，實(shí)現(xiàn)3萬分頻）LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY CLKGEN ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC; NEWCLK:OUT STD_LOGIC);END CLKGEN; ARCHITECTURE BEHAVE OF CLKGEN IS SIGNAL Q:INTEGER RANGE 0 TO 14999; SIGNAL DIVCLK: STD_LOGIC; BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF Q 14999

5、THEN Q =Q+1; ELSE DIVCLK = NOT DIVCLK;Q =0; END IF; END IF; END PROCESS;NEWCLK = DIVCLK;END BEHAVE;（2） 自動售貨機(jī)控制器源程序（ 3種錢數(shù)為1元、2元、5元；3種物品的價(jià)格為2元、5元、10元 ） LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SHOUHUOJI ISP ORT ( CLK: IN STD_LOGIC; COIN1: IN STD_LOGIC; -1元信號 COIN

6、2: IN STD_LOGIC; -2元信號 COIN3: IN STD_LOGIC; -5元信號 PRICE1: IN STD_LOGIC; -2元商品 PRICE2: IN STD_LOGIC; -5元商品 PRICE2: IN STD_LOGIC; -5元商品 PRICE3: IN STD_LOGIC; -10元商品 Y0: OUT STD_LOGIC; -購買成功信號 Y1: OUT STD_LOGIC; -退幣信號 MONEY: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); PAYBACK: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); E

7、ND SHOUHUOJI;ARCHITECTURE BEHAV OF SHOUHUOJI IS SIGNAL COIN: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -保存錢數(shù)SIGNAL COUT: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -保存找零 BEGIN PROCESS(CLK)BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF COIN1=1 THEN COIN = COIN+1; Y0=0;Y1=0; ELSIF COIN2=1 THEN COIN = COIN+2; Y0=0;Y1=0; ELSIF COIN3=1 THEN

8、 COIN = COIN+5; Y0=0;Y1= 0010 THEN Y0=1;Y1=0;COUT=COIN-2; ELSE Y0=0;Y1=1;COUT= 0101 THEN Y0=1;Y1=0;COUT=COIN-5; ELSE Y0=0;Y1=1;COUT= 1010 THEN Y0=1;Y1=0;COUT=COIN-10;ELSE Y0=0;Y1=1;COUT=COIN; END IF;END IF;END IF；END PROCESS;MONEY=COIN; - 輸入的錢數(shù)PAYBACK DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOU

9、T DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT=; END CASE; END PROCESS;END BEHAV;三、 系統(tǒng)仿真與硬件驗(yàn)證（1） 系統(tǒng)的有關(guān)仿真1）分頻電路的仿真如圖3所示，為了便于仿真，在仿真時(shí)采用20分頻，由圖可看出每經(jīng)過10個(gè)外部時(shí)鐘，新時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)一次，實(shí)現(xiàn)了分頻。 圖3 分頻器仿真結(jié)果圖 2）控制電路的仿真 如圖4、圖5、圖6所示。 圖4 輸入7元，購買5元商品，找零2元，Y0顯示購買成功 圖5 輸入13元，購買10元商品，找零3元，Y0顯示購買成功 圖6 輸入7元，購買10元商品， Y1顯示購買失敗，退幣7元3）顯示電路的仿真 如圖7所示，當(dāng)大于9時(shí)分開顯示。 圖7 顯示電路仿真結(jié)果系統(tǒng)的硬件驗(yàn)證 應(yīng)用GW48實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，選擇實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)圖NO.5，管腳定義如下： CLK接CLOCK1 、COIN1 接PIO0、COIN2接 PIO1、COIN3接PIO2、PRICE1接 PIO3、 PRICE2接PIO4、PRICE3接 PIO5；MONEY7.0 接PIO16PIO23（數(shù)碼管1、數(shù)碼管2）、P