基于VHDL的自动售货机设计

1、北华大学电子系统综合实习报告学 院：电气信息工程学院专业班级：通信工程姓名：闫梦迪学号：指导老师：董胜实习时间：2015.11.30 12.11目录1. 实习题目P32. 实习目的 P33. 实习技术要求P34. 实现过程 P35. 功能及代码P56. 仿真及硬件测试P97. 实习心得 P128. 教师评语P14一. 实习题目自动售货机设计二. 实习目的通过本课题的研究，可以掌握电子控制系统的基本原理与其实现，通过对 各个模块的编程及其仿真，对 QuartusII 软件的使用有所了解。每个波形模 块的VHDL实现加深了硬件描述语言的学习。最终的顶层文件的调试，更是体 现了综合知识的运用。三.

2、实习技术要求 本设计要实现自动售货机的基本功能，如货物信息存储、商品选择、进程控制、硬币处理、余额计算、显示等功能。利用软件 QuartusII 平台，采 用VHDL硬件描述语言编程的设计方法设计系统核心电路的硬件程序，与一般 的软件开发不同，VHD邈程更需要熟悉一些底层的硬件知识，特别是数字逻 辑电路的设计，因此VHDL编程的方法、思路都要更多的与硬件电路联系起来。 完成系统各个功能模块的硬件程序设计后，在软件平台上进行编译和电路仿 真，最后生成的目标文件下载到实验台内的 FPGA芯片以实现该系统，并在实 验台上对设计进行验证。四. 实现过程1) 、根据设计要求实现过程分两部分：a、面向客户

3、端模块设计基于Quartus2软件环境下，应用VHEDL语言进行程序设计。以elk输入端口进行商品选择，coin1输入端口做钱数输入，Finish输入端口做确认，进而完成商品购买b、面向个体端模块设计以Get端口进行对商品价格修改的确认，以 ST端口进行选择要修改的商品种类,coinO作为单价输入端口2）、整体结构框图商品选输入钱译码显示3）、程序框图设商品选择价格设定（商品、价格设定模块）五. 功能及代码功能：顾客商品选择、付钱购买、找零，个体商户对商品种类及价格的修改，商品数量统 返还输入钱数代码:library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;use

4、ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all; entity S1 isport ( clk:in std_logic;系统时钟coin0,coin1: in std_logic_vector(3 downto 0); -输入钱数act0,act1:out std_logic_vector(3 downto 0); -显示、开关信号y0,y1,y2,y3,y4:out std_logic_vector(6 downto 0);- 输入钱r,set,st,get,finish: in std_logic;设定、买、选择、完成信号数

5、、商品价格、找零显示数据end S1;architecture behav of S1 issignal item0,item1: std_logic_vector(1 downto 0); - 商品种类signal Q: INTEGER RANGE 20 DOWNTO 0;- 找零signal pri0,pri1,pri2,pri3: std_logic_vector(3 downto 0);signal quan0:integer:=9;signal quan1:integer:=9;signal quan2:integer:=9;signal quan3:integer:=9; -beg

6、in - com0:process(get,st,coin0) variable C:INTEGER RANGE 20 DOWNTO 0;beginif get=1 thenif stevent and数量设定部分st=1 then item0=item0+1;- 对商品进行 she zhiifitem0=00 thenact0=1000;pri0=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0);-sheding shi自动售货机对 4 种商品的操作elsif item0=01 then act0=0100;pri1=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0);elsi

7、fitem0=10thenact0=0010;pri2=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0);elsifitem0=11thenact0=0001;pri3=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0);end if;end if;else act0y3y3y3y3y3y3y3y3y3y3y3=1111111;end case;end process com0;com1:process(coin1,clk,Q) - 购买部分 variable A,B,D:INTEGER RANGE 20 DOWNTO 0;beginif clkevent and clk=1 t

8、hen item1=item1+1;- 对商品进行循环选择if item1=00 then act1=1000; B:=CONV_INTEGER(pri0); -购买时，自动售货机对 4 种商品的操作elsif item1=01 then act1=0100; B:=CONV_INTEGER(pri1);elsif item1=10 then act1=0010; B:=CONV_INTEGER(pri2);elsif item1=11 then act1=pri0 then Q=A-B; D:=quan0-1;quan0=pri1thenQ=A-B;D:=quan1-1;quan1=pri2

9、thenQ=A-B;D:=quan2-1;quan2=pri3thenQ=A-B;D:=quan3-1;quan3=quan3-1;else Q=A-B;end if;end if;if set=1 then item1=00;act1=0000;Qy0y0y0y0y0y0y0y0y0y0y0y1y1y1y1y1y1y1y1y1y1y1y2y2y2y2y2y2y2y2y2y2y2y4y4y4y4y4y4y4y4y4y4y420ft actlE OC衿巧田y0E 100) yiE 100iC z41h. i .国疋B nx:阻 Master Time Bar：口口丿巴?:AlI 0000XmiJ

10、0010K oonX oioo0000乂0001X 0010: 001101001 L丨F100001000010010000100oooo x1000000 y 1111001J ps 10. 24 us5 725TTJuumi Hinn X)C* OIDDIOO * 011U0 X M110011 looooooiT010Q100100000001001004）、硬件测试1.get=1设定内部价格2隐藏内部设定价格3.输入8元 单价3元 找零5元 显示剩余数量8个7.实习心得在这次实验中，通过老师的介绍和我们自己的学习，我们学会了 VHDL程 序的基本语法和操作，熟悉了程序的基本结构和设计

11、，学会了 quartus软件 的操作和系统的功能仿真。我们小组的组员进行了合理的分工和良好的沟通，这对程序的实验十分重要。在这次的程序设计中，通过实验我们完成了程序，达到了学习的目的。经过这次对自动售货机系统的设计，让我对EDA设计有了更一步的认识，同时也对EDA这门课程有了更深入的了解。这次设计让我了解了关于自动售 货机的原理与设计理念，要设计一个电路先进行软件模拟仿真再进行实际的硬件电路测试。当然这个设计存在许多的不足，比如在预览商品时只能顺序浏览，而不 能随机点击浏览，这也是为了排除程序的糅杂。并且每次卖完一种商品都得 复位，不能进行连续的购买，而且在购买时遇到的情况考虑不周到。这次设计提高了我们的逻辑思维能力，使我们在程序的改写和运用上有 了很大的进步。加深了我们对 VHDI硬件语言的认识，进一步增进了对一些常 见器件的了解。另外，我们还更加充分的认识到，EDA这门课程在科学发展中 的至关重要性。查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要，我们在设 计电路时，遇到很多不理解的东西，有的我们通过查阅参考书弄明白，有的 通过网络查到