基于VHDL的自動售貨機(jī)設(shè)計

1、北華大學(xué)電子系統(tǒng)綜合實習(xí)報告學(xué) 院 : 電氣信息工程學(xué)院專業(yè)班級 : 通信工程 姓 名 : 閆夢迪學(xué) 號 : 指導(dǎo)老師 : 董勝實習(xí)時間 : 2015.11.30 12.11目錄1. 實習(xí)題目P32. 實習(xí)目的P33. 實習(xí)技術(shù)要求P34. 實現(xiàn)過程P35. 功能及代碼P56. 仿真及硬件測試P97. 實習(xí) 心得P128. 教師 評語P14一.實習(xí)題目自動售貨機(jī)設(shè)計二.實習(xí)目的 通過本課題的研究，可以掌握電子控制系統(tǒng)的基本原理與其實現(xiàn)，通過對各個模塊的編程及其仿真，對QuartusII軟件的使用有所了解。每個波形模塊的VHDL實現(xiàn)加深了硬件描述語言的學(xué)習(xí)。最終的頂層文件的調(diào)試，更是體現(xiàn)了綜合知

2、識的運(yùn)用。三.實習(xí)技術(shù)要求本設(shè)計要實現(xiàn)自動售貨機(jī)的基本功能，如貨物信息存儲、商品選擇、進(jìn)程控制、硬幣處理、余額計算、顯示等功能。利用軟件QuartusII平臺，采用VHDL硬件描述語言編程的設(shè)計方法設(shè)計系統(tǒng)核心電路的硬件程序，與一般的軟件開發(fā)不同，VHDL編程更需要熟悉一些底層的硬件知識，特別是數(shù)字邏輯電路的設(shè)計，因此VHDL編程的方法、思路都要更多的與硬件電路聯(lián)系起來。完成系統(tǒng)各個功能模塊的硬件程序設(shè)計后，在軟件平臺上進(jìn)行編譯和電路仿真，最后生成的目標(biāo)文件下載到實驗臺內(nèi)的FPGA芯片以實現(xiàn)該系統(tǒng)，并在實驗臺上對設(shè)計進(jìn)行驗證。四.實現(xiàn)過程 1)、根據(jù)設(shè)計要求實現(xiàn)過程分兩部分： a、面向客戶端模

3、塊設(shè)計 基于Quartus2軟件環(huán)境下，應(yīng)用VHEDL語言進(jìn)行程序設(shè)計。以clk輸入端口進(jìn)行商品選擇，coin1輸入端口做錢數(shù)輸入，F(xiàn)inish輸入端口做確認(rèn)，進(jìn)而完成商品購買。b、面向個體端模塊設(shè)計以Get端口進(jìn)行對商品價格修改的確認(rèn)，以ST端口進(jìn)行選擇要修改的商品種類，coin0作為單價輸入端口。2）、整體結(jié)構(gòu)框圖商品選擇輸入錢數(shù)設(shè)定控制器品種選擇顯示譯碼價格設(shè)定3）、程序框圖開始開始商品選擇Y返還輸入錢數(shù)YN商品選擇價格設(shè)定輸入錢數(shù)錢數(shù)>=單價？N結(jié)束重新輸入錢數(shù)？ 確認(rèn)、找零 （ 商品、價格設(shè)定模塊）交易完成結(jié)束 （ 客戶端模塊程序框圖）五.功能及代碼功能：顧客商品選擇、付錢購買

4、、找零，個體商戶對商品種類及價格的修改，商品數(shù)量統(tǒng)計代碼：library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity S1 isport ( clk:in std_logic; -系統(tǒng)時鐘r,set,st,get,finish: in std_logic; -設(shè)定、買、選擇、完成信號coin0,coin1: in std_logic_vector(3 downto 0); - 輸入錢數(shù)act0,act1:out std_logic_vec

5、tor(3 downto 0); -顯示、開關(guān)信號y0,y1,y2,y3,y4:out std_logic_vector(6 downto 0); -輸入錢數(shù)、商品價格、找零顯示數(shù)據(jù)end S1;architecture behav of S1 issignal item0,item1: std_logic_vector(1 downto 0); -商品種類signal Q: INTEGER RANGE 20 DOWNTO 0; -找零signal pri0,pri1,pri2,pri3: std_logic_vector(3 downto 0);signal quan0:integer:=9

6、; signal quan1:integer:=9;signal quan2:integer:=9;signal quan3:integer:=9; - 數(shù)量 begin - 設(shè)定部分com0:process(get,st,coin0)variable C:INTEGER RANGE 20 DOWNTO 0; begin if get='1' then if st'event and st='1' then item0<=item0+1; -對商品進(jìn)行she zhi if item0="00" then act0<=&qu

7、ot;1000"pri0<=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0);-she ding shi， 自動售貨機(jī)對4種商品的操作 elsif item0="01" then act0<="0100"pri1<=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0); elsif item0="10" then act0<="0010"pri2<=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0); elsif item0="11" t

8、hen act0<="0001"pri3<=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0); end if; end if; else act0<="0000" end if; if r='1' C=0;end if; case C is -設(shè)定價格 when 0 =>y3<="1000000" when 1 =>y3<="1111001" when 2 =>y3<="0100100" when 3 =>y3&

9、lt;="0110000" when 4 =>y3<="0011001" when 5 =>y3<="0010010" when 6 =>y3<="0000010" when 7 =>y3<="1111000" when 8 =>y3<="0000000" when 9 =>y3<="0010000" when others=>y3<="1111111"

10、 end case; end process com0;com1:process(coin1,clk,Q) -購買部分variable A,B,D:INTEGER RANGE 20 DOWNTO 0; begin if clk'event and clk='1' then item1<=item1+1; -對商品進(jìn)行循環(huán)選擇 if item1="00" then act1<="1000" B:=CONV_INTEGER(pri0); -購買時，自動售貨機(jī)對4種商品的操作 elsif item1="01&quo

11、t; then act1<="0100" B:=CONV_INTEGER(pri1); elsif item1="10" then act1<="0010" B:=CONV_INTEGER(pri2); elsif item1="11" then act1<="0001" B:=CONV_INTEGER(pri3); end if; end if;A:=CONV_INTEGER(coin1); if finish'event and finish='1'

12、 then if item1="00" and coin1>=pri0 then Q<=A-B; D:=quan0-1;quan0<=quan0-1; elsif item1="01" and coin1>=pri1 then Q<=A-B; D:=quan1-1;quan1<=quan1-1; elsif item1="10" and coin1>=pri2 then Q<=A-B; D:=quan2-1;quan2<=quan2-1; elsif item1="11&

13、quot; and coin1>=pri3 then Q<=A-B; D:=quan3-1;quan3<=quan3-1; else Q<=A-B; end if; end if; if set='1' then item1<="00"act1<="0000"Q<=0;B:=0; end if; case coin1 is -設(shè)定錢數(shù) when "0000"=>y0<="1000000" when "0001"=>y0&

14、lt;="1111001" when "0010"=>y0<="0100100" when "0011"=>y0<="0110000" when "0100"=>y0<="0011001" when "0101"=>y0<="0010010" when "0110"=>y0<="0000010" when "

15、0111"=>y0<="1111000" when "1000"=>y0<="0000000" when "1001"=>y0<="0010000" when others=>y0<="1111111" end case; case B is -單價錢數(shù) when 0 =>y1<="1000000" when 1 =>y1<="1111001" when

16、2 =>y1<="0100100" when 3 =>y1<="0110000" when 4 =>y1<="0011001" when 5 =>y1<="0010010" when 6 =>y1<="0000010" when 7 =>y1<="1111000" when 8 =>y1<="0000000" when 9 =>y1<="0010000

17、" when others=>y1<="1111111" end case; case Q is -返還錢數(shù) when 0 =>y2<="1000000" when 1 =>y2<="1111001" when 2 =>y2<="0100100" when 3 =>y2<="0110000" when 4 =>y2<="0011001" when 5 =>y2<="0010

18、010" when 6 =>y2<="0000010" when 7 =>y2<="1111000" when 8 =>y2<="0000000" when 9 =>y2<="0010000" when others=>y2<="1111111" end case; case D is -剩余數(shù)量 when 0 =>y4<="1000000" when 1 =>y4<="1

19、111001" when 2 =>y4<="0100100" when 3 =>y4<="0110000" when 4 =>y4<="0011001" when 5 =>y4<="0010010" when 6 =>y4<="0000010" when 7 =>y4<="1111000" when 8 =>y4<="0000000" when 9 =>y4<="0010000" when others=>y4<="1111111" end case; end process com1;end behav;六.仿真及硬件測試1）、引腳鎖定2）、RTL電路圖3）、時序仿真4）、硬件測試1.get='1' 設(shè)定內(nèi)部價格2.隱藏內(nèi)部設(shè)定價格3.輸入8元 單價3元 找零5元 顯示剩余數(shù)量8個7.實習(xí)心得在這次實驗中，通過老師的介紹和我們自己的學(xué)習(xí)，我們學(xué)會了VHDL程序的基本語法