自動售貨機課程設計

1、<p>　　課 程 設 計 報 告</p><p>　　題 目： 自動售貨機課程設計 </p><p>　　系 別： 電子信息與電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p><b>　　班 級： </b></p>&

2、lt;p>　　學 號：___ </p><p>　　姓 名： </p><p>　　導 師： </p><p>　　日期： 2016.5.30 </p><p>　　成 績：

3、 </p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　本次課程設計研究自動售貨機的主要功能模塊，主要包括商品選擇模塊、余額計算模塊、退幣模塊，由于條件上的限制，對投幣模塊中的貨幣檢測未進行處理。相應的主要功能有選擇貨物，購買，出貨找零，顯示，延時和時控功能。通過使用VHDL語言，基于FPGA可編程芯片，并通過使用QUARTUSⅡ軟件進行程序設計，模

4、擬仿真，功能驗證，以更好的來理解和掌握自動售貨機控制系統(tǒng)的工作原理和設計方法，以及學習和掌握基于EDA的電子產(chǎn)品設計方法，進一步加深對VHDL語言以及QUARTUSⅡ軟件、FPGA可編程芯片的認識與了解。</p><p><b>　　二、項目要求</b></p><p>　　設計一個自動售貨機控制程序，它的投幣口每次可以投入1元、2元、5元，且規(guī)定投入1元或2元后不得

5、再投入5元。當投入總值等于或超過設定值（4元），售貨機就自動送出貨物并找回多余的錢。</p><p>　　1、基本要求按照上面要求，編寫程序，實現(xiàn)售單一商品的功能。</p><p>　　2、擴展要求：在基本要求的基礎上，完善電路，實現(xiàn)售多個商品的功能(設定值應該相應增加)。</p><p><b>　　三、設計方案</b></p>

6、<p>　　本售貨機可銷售兩種商品，單價分別為3元和4元。投幣口每次可以投入1元、2元、5元，且規(guī)定投入1元或2元后不得再投入5元，投入總額為3元時，不能再投入2元或者5元，當投入總值超過設定值3元或者4元的情況下，選擇商品一或者商品二，售貨機就自動送出貨物并找回多余的錢。</p><p><b>　　項目代碼及其分析</b></p><p><b&

7、gt;　　VHDL程序代碼：</b></p><p>　　LIBRARY IEEE;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　ENTITY ZDSHJ IS</p><p>　　PORT(CLK,RESET:IN STD_LOGIC;</p><p>

8、;　　DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);</p><p>　　COMB_OUTPUTS,GIVE_CHANGE:OUT STD_LOGIC);</p><p>　　END ENTITY;</p><p>　　ARCHITECTURE behav OF ZDSHJ IS</p><p>　　TYPE FSM

9、_ST IS (S0,S1,S2,S3,S4,S5);</p><p>　　SIGNAL current_state,next_state:FSM_ST;</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　REG:PROCESS(CLK)BEGIN</p><p>　　IF RESET='1&#

10、39; THEN current_state<=s0;</p><p>　　ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN</p><p>　　current_state<=next_state;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　

11、　END PROCESS REG;</p><p>　　COM:PROCESS( DIN,current_state)</p><p><b>　　BEGIN </b></p><p>　　CASE current_state IS</p><p>　　WHEN s0=>COMB_OUTPUTS<='

12、0';</p><p>　　GIVE_CHANGE<='0';</p><p>　　IF DIN="001" THEN next_state<=s1;</p><p>　　ELSIF DIN="010" THEN next_state<=s2;</p><p>

13、　　ELSIF DIN="101" THEN next_state<=s5;</p><p>　　ELSE next_state<=s0;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　WHEN s1=>COMB_OUTPUTS<='0';</p>

14、<p>　　GIVE_CHANGE<='0';</p><p>　　IF DIN="001" THEN next_state<=s2;</p><p>　　ELSIF DIN="010" THEN next_state<=s3;</p><p>　　ELSE next_state

15、<=s1;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　WHEN s2=>COMB_OUTPUTS<='0';</p><p>　　GIVE_CHANGE<='0';</p><p>　　IF DIN="001" TH

16、EN next_state<=s3;</p><p>　　ELSIF DIN="010" THEN next_state<=s4;</p><p>　　ELSE next_state<=s2;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　WHEN s3=&

17、gt;COMB_OUTPUTS<='0';</p><p>　　GIVE_CHANGE<='0';</p><p>　　IF DIN="001" THEN next_state<=s4;</p><p>　　ELSIF DIN="010" THEN next_state<

18、=s5;</p><p>　　ELSE next_state<=s3;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　WHEN s4=>COMB_OUTPUTS<='1';</p><p>　　GIVE_CHANGE<='0';</p

19、><p>　　next_state<=s0;</p><p>　　WHEN s5=>COMB_OUTPUTS<='1';</p><p>　　GIVE_CHANGE<='1';</p><p>　　next_state<=s0;</p><p><b>

20、;　　END CASE;</b></p><p>　　END PROCESS COM;</p><p>　　END behav;</p><p><b>　　程序分析：</b></p><p>　　DIN=00表示未投幣；</p><p>　　DIN=01表示投幣一元；</p&g

21、t;<p>　　DIN=10表示投幣兩元；</p><p>　　DIN=11表示投幣五元；</p><p>　　Y1為貨物控制信號：Y1=1表示出貨，Y1=0表示不出貨。</p><p>　　Y2為找零以及五元投幣口開閉信號：</p><p>　　Y2=00表示不找零并打開五元投幣口，允許投入五元；</p><

22、;p>　　Y2=01表示找零一元并打開五元投幣口，允許投入五元；</p><p>　　Y2=11表示不找零并關閉五元投幣口，不允許投入五元；</p><p>　　S0表示初始狀態(tài)，還沒有收到投幣；</p><p>　　S1表示收到一元投幣的狀態(tài)；</p><p>　　S2表示收到兩元投幣的狀態(tài)；</p><p>

23、　　S3表示收到三元投幣的狀態(tài)</p><p><b>　　仿真波形：</b></p><p>　　自動售貨機仿真波形（一）</p><p>　　分析1：通過上圖波形可以看出，當DIN=1時，即投幣1通過上圖波形可以看出，當DIN=2時，元，前三個脈沖來臨時，即投幣金額為1元、2元、3元，狀態(tài)分別為s1,s2,s3,COMB_OUTPUTS和G

24、IVE_CHANGE都是顯示為0。當?shù)谒膫€脈沖來臨時，即投幣金額為4元時，則COMB_OUTPUTS顯示為1，GIVE_CHANGE顯示為0，說明有商品售出，找零錢為0元。</p><p>　　自動售貨機仿真波形（二）</p><p>　　分析2：通過上圖波形可以看出，當DIN=2時，即一次投幣2元時，第一次脈沖來臨時，投幣金額為2元，狀態(tài)為s2,COMB_OUTPUTS和GIVE_CHA

25、NGE都是顯示為0。當?shù)诙€脈沖來臨時，即投幣金額為4元，則COMB_OUTPUTS顯示為1，GIVE_CHANGE顯示為0，說明有商品售出，找零錢為0元，結果正確。</p><p>　　自動售貨機仿真波形（三）</p><p>　　分析3：通過上圖波形可以看出，當DIN=5時，即一次投幣5元時，第一次脈沖來臨時，投幣金額為5元，狀態(tài)為s5，COMB_OUTPUTS和GIVE_CHANGE

26、都是顯示為1，說明有商品售出，找零錢為1元，結果正確。</p><p><b>　　五、實驗箱驗證</b></p><p>　　選擇模式1，引腳鎖定如下：</p><p><b>　　實驗箱現(xiàn)象：</b></p><p><b>　　實驗現(xiàn)象（一）</b></p>

27、<p>　　分析：通過上圖的實驗圖像，可以看出當投幣1元，來四次脈沖，即大約過四到五秒，則紅燈亮，說明有商品售出，找零0元，符合實驗結果。</p><p><b>　　實驗現(xiàn)象（二）</b></p><p>　　分析：通過上圖的實驗圖像，可以看出當投幣2元，來了兩次脈沖，過了大約二到三秒，則紅燈亮，說明有商品售出，找零0元，符合實驗結果。</p>

28、;<p><b>　　實驗現(xiàn)象（三）</b></p><p>　　分析：通過上圖的實驗圖像，可以看出當一次投幣5元，來一次脈沖，大約過1秒，即可以看見上圖兩處紅燈亮。說明有商品售出，且找零1元。符合實驗結果。</p><p><b>　　六、項目總結</b></p><p>　　通過本次自動售貨機的項目設計，

29、我詳細了解到了自動售貨機的投幣、商品選擇等模塊的軟件設計與主要模塊的仿真。 做本次項目，首先要做的就是代碼，由于知識儲備尚淺，而且平時練習太少，所以以自己的能力難以完成程序，于是代碼是從網(wǎng)上搜索得到的，但是部分代碼不符合實驗要求，當然這需要我們自己改動，通過和同學的一起努力下以及仿真驗證，才有了現(xiàn)在實驗所得的代碼。其次是引腳的鎖定，因為引腳的鎖定對實驗在試驗箱上驗證有影響，而我對引腳分配不是很清楚，最后在求助同學和老師后，解決了這個問題