北邮VHDL实验地铁

1、基于vhdl的地铁自动售票系统设计 班级：xxxxxxx姓名：xxxxxx 学号：xxxxxxxxx 班内序号：15 日期：2012.11.11 1、 实验要求1.地铁票价统一为每张两元，可以投入币值为1元、5元和10元三种币种进行购票。2.能够开机自检，检验显示器件正常。3.通过按键开关btn输入购票张数和投入的人民币张数并恰当显示相应信息。4.设置适当的声音提示或显示提示表示取票和找零。5.一次购票成功后系统能够恰当地转入下一次购票等待状态。6.系统能够复位。二、系统设计3、 仿真波形及分析售票系统上电后首先进行复位(reset=1),然后等待乘客选择票数(tn=0-7) 。在选票完成后,

2、 系统输出报警信号 (moneyinputalarm=1), 提醒乘客进行投币。之后系统对于乘客投入的纸币进行识别，识别范围是1元，5元，10元(money10,money5,money1),乘客可以连续多次投入钱币,系统自动进行累加。当投入的钱币未达到所需金额时，报警信号仍然继续维持(moneyinputalarm=1)，提醒钱不够，需要继续投入钱币。当投入的钱币达到所需金额时，报警信号取消(moneyinputalarm=0),售票机自动出票(tout=1) 。如果投入的钱币有余, 系统自动计算余额 (rmoney) 。本次交易结束，系统自动进入选站状态等待下一次的交易。在投币期间，如果乘

3、客按复位键(reset=1)取消本次操作，钱币自动退出。4、 源程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity adddiv is port( bt:out std_logic_vector(5 downto 0); reset:in std_logic; - 系统复位信号 clk:in std_logic; - 系统时钟 tn:in std_logic_vector(6 downto 0); - 所购票数 money10:in std_logic; - 投币10元 mone

4、y5:in std_logic; - 投币5元 money1:in std_logic; -投币1元 moneyinputalarm:out std_logic; - 投币不足报警信号 tout : out std_logic;- 出票 led:out std_logic_vector(6 downto 0); state:out std_logic_vector(2 downto 0) - 系统状态指示 ); end adddiv;architecture behave of adddiv iscomponent div_2k - 2000分频器，用来使7段数码管闪烁port(clk_in:

5、 in std_logic; clk_out: out std_logic);end component;component div_50m -50分频器，用来处理投币按键port(clk_in_50m: in std_logic; clk_out_50m: out std_logic);end component; signal cnt6:integer range 0 to 5; - 扫频使6个七段数码管轮流亮的信号 signal tmplight:integer range 0 to 9; - 控制所有数码管显示的信号 constant numh:integer:=0; - 票数显示高位

6、 signal numl:integer range 0 to 9; - 票数显示低位 signal pmoneyh:integer range 0 to 2; - 所付钱数显示高位 signal pmoneyl:integer range 0 to 9; - 所付钱数显示低位 constant rmoneyh:integer:=0; - 找钱显示高位 signal rmoneyl:integer range 0 to 9; - 找钱显示低位 signal clk_tmp: std_logic; 2000m分频输出 signal clk_money: std_logic;type ff is

7、(selticket,inputcoin,givechange) ; - 定义系统转换状态 (选站, 选票, 投币, 出票, 找零) begin u1:div_2k port map(clk_in=>clk,clk_out=>clk_tmp); u2:div_50m port map(clk_in_50m=>clk,clk_out_50m=>clk_money);main: process(reset,clk_money) variable next_state: ff:=selticket; variable tmoney,pmoney,rmoney,num: int

8、eger range 0 to 20; - 车票总额,投币总额,找零总额 begin if clk_money'event and clk_money= '1' then case next_state is when selticket => - 选择票数 tout<='0' moneyinputalarm<='0' numl<=0; pmoneyh<=0; pmoneyl<=0; rmoneyl<=0; num:=0; tmoney:=0; pmoney:=0; rmoney:=0; - 初始

9、化清零 state<="100" if (reset='1') then next_state:=selticket; - 选票期间取消操作 else case tn is when "1000000" => tmoney :=2; - 计算票价 num:=1; when "0100000" => tmoney :=4; - 计算票价 num:=2; when "0010000" => tmoney :=6; - 计算票价 num:=3; when "0001000

10、" => tmoney :=8; - 计算票价 num:=4; when "0000100" => tmoney :=10; - 计算票价 num:=5; when "0000010" => tmoney :=12; - 计算票价 num:=6; when "0000001" => tmoney :=14; - 计算票价 num:=7; when others =>null; end case; numl<=num; if (tmoney >0) then next_state :=

11、 inputcoin; - 选票结束,进入投币状态 else next_state := selticket; - 未选票,停留在选票状态 end if ; end if; when inputcoin => - 进行投币 state<="010" if (money10='1') then pmoney:=pmoney+10; -计算已付的款 end if; if (money5='1') then pmoney:=pmoney+5; end if; if (money1='1') then pmoney:=pm

12、oney+1; end if; if pmoney<10 then -把已付的款转换成七段数码管显示的高低位 pmoneyh <= 0; pmoneyl <=pmoney; elsif pmoney<20 then pmoneyh <= 1; pmoneyl <=pmoney-10; else pmoneyh <= 2; pmoneyl <=pmoney-20; end if; if (pmoney<tmoney)then - 比较投币总额与车票总额 moneyinputalarm <='1' -缺钱警告 next_s

13、tate :=inputcoin; - 投币不足,继续进入投币状态 else moneyinputalarm<='0' next_state :=givechange; - 投币足够,进入出票状态 end if ; when givechange => - 余额找出 state<="001" if(pmoney>0)then tout<='1' rmoney :=pmoney-tmoney; else tout<='0' end if ; rmoneyl<=rmoney; if res

14、et='1' then - 找零结束,回到选站状态 next_state :=selticket; tmoney:=0; pmoney:=0; end if ; when others => - 其他任何情况,均回到选站状态 next_state := selticket; end case ; end if; end process main; show: process(clk_tmp) begin if clk_tmp'event and clk_tmp= '1' then -实现模6计数器 if cnt6 = 5 thencnt6 <

15、= 0;elsecnt6 <= cnt6+1;end if; case cnt6 is -3线至6线译码器 when 0 => bt <= "011111" ; tmplight<=numh; when 1 => bt <= "101111" ; tmplight<=numl; when 2 => bt <= "110111" ; tmplight<=pmoneyh; when 3 => bt <= "111011" ; tmplight<

16、;=pmoneyl; when 4 => bt <= "111101" ; tmplight<=rmoneyh; when 5 => bt <= "111110" ; tmplight<=rmoneyl; when others => null ; end case ; -用6个数码管轮流输出 case tmplight is when 0 => led<= "1111110"when 1=> led<= "0110000"when 2 =>

17、led<= "1101101"when 3 => led<= "1111001"when 4 => led<= "0110011"when 5 =>led<= "1011011"when 6 =>led<= "1011111"when 7 =>led<= "1110010"when 8 => led<= "1111111"when 9 => led<= "1

18、111011"end case; end if; end process show;end behave;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity div_2k isport(clk_in:in std_logic; clk_out:out std_logic);end div_2k; architecture a of div_2k issignal temp:integer range 0 to 1999;begin p1:process(clk_in)begin

19、 if clk_in'event and clk_in='1' then if temp<=999 then clk_out<='1' temp<=temp+1; elsif temp=1999 then temp<=0; clk_out<='0' else temp<=temp+1; clk_out<='0' end if;end if;end process p1;end a;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.s

20、td_logic_unsigned.all;entity div_50m isport(clk_in_50m:in std_logic; clk_out_50m:out std_logic);end div_50m; architecture b of div_50m issignal temp:integer range 0 to 49999999;begin p1:process(clk_in_50m)begin if clk_in_50m'event and clk_in_50m='1' then if temp<=24999999 then clk_out

21、_50m<='1' temp<=temp+1; elsif temp=49999999 then temp<=0; clk_out_50m<='0' else temp<=temp+1; clk_out_50m<='0' end if;end if;end process p1;end b;5、 功能说明 本自动售票机系统共分3个状态：选票状态，付款状态，出票找零状态。在选票状态，用7个拨码开关分别表示17张票，选中后自动进入付款状态；用3个按键分别控制投币10元、5元、1元，且控制按键进程的时钟为25m分频，