電子綜合設(shè)計(jì)EDA課程設(shè)計(jì)-自動(dòng)售票機(jī)

1、 上赳1心毎覘蔓莎 SHANGHAI DIANJI UNIVEftSiTY課程設(shè)計(jì)報(bào)告2015-2016學(xué)年第2學(xué)期課程設(shè)計(jì)名稱：電子綜合設(shè)計(jì) EDA課程設(shè)計(jì)院（系）： 電子信息學(xué)院專業(yè)： 電子信息工程 班級(jí): 電子1313 學(xué)生姓名：吳限 學(xué)號(hào): 26綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016/7/11-2016/7/15指導(dǎo)教師：鐘旭提交時(shí)間：2016/7/15上海電機(jī)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱電子綜合設(shè)計(jì)EDA課程設(shè)計(jì)課程代碼033117P1課程設(shè)計(jì)課題清單1、數(shù)字式競(jìng)賽搶答器2、自動(dòng)售票機(jī)3、乒乓球比賽游戲機(jī)4、電子密碼鎖5、出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器6、洗衣機(jī)控制器7、交通信號(hào)燈控制器8、電梯控制器設(shè)計(jì)時(shí)間201

2、6年7月11日2016年7月15 日一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)匯總設(shè)計(jì)任務(wù)：自動(dòng)售票機(jī)功能要求：1、設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售票機(jī)，用開關(guān)電平信號(hào)模擬投幣過程，每次投一枚 硬幣，但可以連續(xù)投入數(shù)枚硬幣；2、機(jī)器能自動(dòng)識(shí)別硬幣金額，最大為 1元，最小為5角。設(shè)定票價(jià) 為 元，每次售一張票；3、購票時(shí)先投入硬幣，當(dāng)投入的硬幣總金額達(dá)到或超過票的面值時(shí)， 機(jī)器發(fā)出指示，這時(shí)可以按取票鍵取出票；4、如果所投硬幣超過票的面值則會(huì)提示找零錢，取完票以后按找零鍵 則可以取出零錢，并顯示零錢數(shù)；使用數(shù)碼管顯示當(dāng)前投入的金額。二、對(duì)課程設(shè)計(jì)成果的要求（包括課程設(shè)計(jì)報(bào)告、圖紙、圖表、實(shí)物等軟 硬件要求）課程設(shè)計(jì)基本要求課題分析、查閱資

3、料、方案論證、方案實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、撰寫課程設(shè)計(jì) 報(bào)告成果要求（1）系統(tǒng)方案（2）電路RTL原理圖（3）Verilog源程序和流程圖（或狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)移圖）（4）Verilog測(cè)試程序（5）設(shè)計(jì)說明書（課程設(shè)計(jì)報(bào)告）三、課程設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃：時(shí)間安排內(nèi)容星期一下達(dá)任務(wù)星期二程序設(shè)計(jì)星期三程序調(diào)試星期四撰寫報(bào)告星期五考核答辯四、主要參考資料:指導(dǎo)書：Verilog數(shù)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程夏于聞編者 北京航空航天大學(xué)出版社參考資料：EDA設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教程艾明晶編著清華大學(xué)出版社附件（源程序）目錄一、題錯(cuò)誤! 未定義書簽。目名稱二、內(nèi)容摘要錯(cuò)誤! 未定義書簽。三、設(shè) 計(jì)任務(wù)和要求錯(cuò)誤! 未定義書簽。四、系統(tǒng)方案錯(cuò)誤!

4、未定義書簽。五、設(shè) 計(jì) 方法硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤! 未定義書簽。六、設(shè) 計(jì) 方法軟件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤! 未定義書簽。七、系統(tǒng)調(diào)試錯(cuò)誤! 未定義書簽。使用的主要儀器和儀表 .錯(cuò)誤! 未定義書簽。調(diào)試電路的方法和技巧 .錯(cuò)誤! 未定義書簽。整理性能測(cè)試數(shù)據(jù)和波形，并與計(jì)算結(jié)果比較分析錯(cuò)誤! 未定義書簽。調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法 錯(cuò)誤! 未定義書簽。八、設(shè)計(jì)成果錯(cuò)誤! 未定義書簽。九、設(shè)計(jì)結(jié)論錯(cuò)誤! 未定義書簽。十、收 獲和體會(huì)錯(cuò)誤! 未定義書簽錯(cuò)誤! 未定義書簽參考文獻(xiàn) . 錯(cuò)誤! 未定義書簽 題目名稱自動(dòng)售票機(jī)二、內(nèi)容摘要自動(dòng)售票機(jī)是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器根據(jù)輸入指令進(jìn)行全自動(dòng)出售票的目的。 本 設(shè)計(jì)是采用了幣值

5、輸入相加模塊、主控模塊和幣值顯示這三個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的。 在幣值輸入相加模塊中， 用兩個(gè)開關(guān)電平輸入按鈕分別代表 2 種硬幣輸 入，每按一次，表示投入一枚硬幣。并設(shè)置控制電路，硬幣輸入的次數(shù)控制 十進(jìn)制加法器的加數(shù) A 和被加數(shù) B ，使輸入的幣值實(shí)時(shí)相加。用兩位數(shù)碼 管顯示當(dāng)前的投入幣值，在主控模塊中設(shè)置一個(gè)復(fù)位信號(hào) reset ，用于中止 交易（系統(tǒng)復(fù)位）。設(shè)置一個(gè)取票信號(hào)ok，一個(gè)票給出信號(hào)tout , tout接LED 顯示，燈亮則表示可以取票，否則取票鍵無效，按 ok 鍵取票，燈滅。設(shè)置 一個(gè)取零錢信號(hào) charge ，一個(gè)零錢輸出信號(hào) mout， mout 接 LED 顯示，燈 亮則表示

6、有零錢，按 charge 取零錢，燈滅。主控模塊中是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，當(dāng) 幣值不同時(shí)分別實(shí)現(xiàn)不同的結(jié)果。三、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售票機(jī)， 用開關(guān)電平信號(hào)模擬投幣過程， 每次投一枚硬幣， 但可以連續(xù)投入數(shù)枚硬幣。機(jī)器能自動(dòng)識(shí)別硬幣金額，最大為 1 元，最小為 5 角。設(shè)定票價(jià)為元，每次售一張票。購票時(shí)先投入硬幣，當(dāng)投入的硬幣總金額達(dá)到或超過票的面值時(shí)，機(jī)器 發(fā)出指示，這時(shí)可以按取票鍵取出票。如果所投硬幣超過票的面值則會(huì)提示 找零錢，取完票以后按找零鍵則可以取出零錢。四、系統(tǒng)方案tout JlOUt圖4-1自動(dòng)售票機(jī)系統(tǒng)框圖表4-1幣值相加模塊輸入狀態(tài)表角輸入5角計(jì)數(shù)器輸出加數(shù)1元輸入1元計(jì)數(shù)翠樓

7、出被加數(shù)halfAoneB000. 0000, 0T10. 5A11* 0T21. 012. 0T扌1, 5433. 0T42. 4)t5工5五、設(shè)計(jì)方法硬件設(shè)計(jì)圖5-1自動(dòng)售票機(jī)硬件系統(tǒng)框圖七、系統(tǒng)調(diào)試使用的主要儀器和儀表計(jì)算機(jī)一臺(tái)、 ISE 仿真設(shè)計(jì)軟件。調(diào)試電路的方法和技巧 分別運(yùn)行每個(gè)模塊的程序，觀察是否通過檢測(cè)，最后通過仿真出來的測(cè) 試波形圖，仔細(xì)的進(jìn)行一步步運(yùn)行，觀察運(yùn)行結(jié)果是否和課題的設(shè)計(jì)要求相 對(duì)應(yīng)。整理性能測(cè)試數(shù)據(jù)和波形，并與計(jì)算結(jié)果比較分析 實(shí)際的仿真結(jié)果圖能夠完美的實(shí)現(xiàn)課題的各項(xiàng)要求， 最終的仿真測(cè)試圖 如下圖 8-4 。調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法數(shù)碼管顯示不正確，

8、原因是管腳的配置不對(duì)。八、設(shè)計(jì)成果topMar抽F1aelkbchalfdckfDoneriKiutm&1re$elms2touttop圖8-1頂層模塊elk :時(shí)鐘信號(hào)；reset :系統(tǒng)復(fù)位清零；half : 5角硬幣模擬信號(hào)，為1時(shí)表示投幣5角，為0表示未投入；one： 1元硬幣模擬信號(hào)，為1時(shí)表示投幣1元，為0表示未投入；mout:可找零錢輸出顯示，置1表示有零可找，置0表示無零錢可找；tout :有票輸出信號(hào)，置1表示有票可出，置0表示不能出票； charge :取零錢信號(hào)，置1檢查是否能出零錢；ok：取票，置1檢查是否可取票；ms1,ms2輸出數(shù)碼管片選信號(hào)，01選中第2位數(shù)碼管，

9、10選中第1位數(shù)碼a,b,c,d,e,f,g :數(shù)碼管輸出譯碼信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管7個(gè)引腳。top:1yiuiycmi斜ticketvr叩gmwtcffch訓(xùn)h胡申moth懺gmeone1CUTIwl艸setkAU1圖8-2主控模塊mh投入金額數(shù)碼顯示的高4位；ml:投入金額數(shù)碼顯示的低4位 in 1,i n2 :分別表示高低位輸入金額；ms1,ms2輸出數(shù)碼管片選信號(hào)。a,b,c,d,e,f,g :數(shù)碼管輸出譯碼信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管7個(gè)引腳。衛(wèi)12444 召1LrLn_rLn_rLrLn_njLrLrLn_rLrLn_n_rLrLrLrLTLrLuurnj_n_rLrLr_rLnLrLrLr

10、LrLrLrLrLn_rLTLn_n_rLrLn_rLr jttltuinnn mn4皿ininn1 廠 11TL u_rui1 -TLTLT1 : .L . 1 .n 1 n n n n n口門n rn_nJTTLJTrLTLrLrLTln廠J廠 .#1 PrWfl I.MCW圖8-4模擬仿真圖圖8-5圖8-5為第一次交易此時(shí)投入一枚硬幣，此時(shí)金額顯示為10,譯碼后也就是1001111, 0000001;此時(shí)按下ok鍵，由于金額不足，沒有任何反應(yīng)。隨后投 入第二枚硬幣，金額顯示20，金額不足，依舊沒有反應(yīng)。圖8-6圖8-6表示此時(shí)又投入1元，此時(shí)總共已經(jīng)投入3元，數(shù)碼管顯示30，譯 碼后就是

11、0000110, 0000001；此時(shí)，tout為1。按下ok，出票，tout為0。圖8-7圖8-7表示由于還有余額5毛，所以mout為1,按下charge,找零，mout 清零，找零。圖8-8圖8-8為第二次交易，先按下half，金額為5毛，顯示05,譯碼后為0000001, 0100100。由于金額不足按下ok后，沒有反應(yīng)。-8圖圖8-9表示隨后按下one,再按one,此時(shí)金額達(dá)到元，金額已滿，tout=1 然后按下ok，出票并且tout清零。九、設(shè)計(jì)結(jié)論本自動(dòng)售票機(jī)較好地采用了自頂向下的設(shè)計(jì)理念， 利用層次化結(jié)構(gòu)化的方法 將售票機(jī)系統(tǒng)分為三個(gè)模塊。 自動(dòng)售票機(jī)系統(tǒng)是由頂層模塊負(fù)責(zé)連接各子

12、模 塊，主控模塊設(shè)置各輸入輸出信號(hào)、 時(shí)鐘信號(hào)及復(fù)位信號(hào)， 并控制幣值的累 加，數(shù)碼管顯示模塊負(fù)責(zé)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示幣值組成。 設(shè)計(jì)合理，層次清晰， 仿真時(shí)能夠分別測(cè)試各個(gè)模塊從而盡早地排除錯(cuò)誤。在程序設(shè)計(jì)上頂層模塊調(diào)用主模塊及數(shù)碼管顯示模塊， 實(shí)現(xiàn)對(duì)主控與數(shù)碼管 的連接；主控模塊采用 Mealy 狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)主要對(duì)投幣情況及出票進(jìn)行控制并送數(shù) 碼管顯示； 數(shù)碼管模塊采用動(dòng)態(tài)掃描方法結(jié)合片選信號(hào)實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)碼顯示。 通過 對(duì)著三個(gè)大模塊的設(shè)計(jì)， 成功實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)售票的功能并進(jìn)行仿真測(cè)試， 即當(dāng)幣值 等于 元時(shí)，tout指示燈亮，ok鍵有票給出，mout燈不亮，不找零錢；當(dāng)幣值 為 元時(shí)，tout指示燈

13、亮，ok鍵有票給出，mout指示燈亮，有零錢給出，charge 鍵找零錢；其余情況下，既無票給出也不找零錢。測(cè)試結(jié)果顯示設(shè)計(jì)符合要求。十、 收獲和體會(huì)通過本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì) Verilog HDL語言有了更深刻的了解，能夠比較靈 活地運(yùn)用它來實(shí)現(xiàn)我們所想要要其實(shí)現(xiàn)的功能。 在實(shí)驗(yàn)中，我也遇到了很多挫折， 不過我都和同伴一一克服了， 大家齊心協(xié)力解決了問題， 使我明白了和他人共同 合作的重要性。 在以后的道路上我們也必須深刻認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的精神， 投入今 后的發(fā)展之中。日常生活中有很多各種不同的自動(dòng)售票機(jī)， 通過本次課程設(shè)計(jì)我終于了解到 自動(dòng)售票是如何實(shí)現(xiàn)的了， 雖然我們?cè)O(shè)計(jì)的知識(shí)很簡(jiǎn)單的一種售

14、票機(jī)， 但是原理 是大同小異的，相信如果讓我設(shè)計(jì)更復(fù)雜點(diǎn)的功能，我也會(huì)研究出來。成功就是在不斷摸索著前進(jìn)中實(shí)現(xiàn)的， 遇到問題我們不能灰心、 煩躁， 甚至 放棄，而要靜下心來仔細(xì)思考，分部檢查，找出最終的原因進(jìn)行改正，這樣才會(huì) 有進(jìn)步，才會(huì)一步步向自己的目標(biāo)靠近，才會(huì)取得自己所要追求的成功。附件（源程序）頂層模塊程序：module top(one,half,reset,clk,ok,charge,tout,mout,ms1,ms2,a,b,c,d,e,f,g);ne(one),.half(half),.mh(mh),.ml(ml),.tout(tout),.mout(mout),.reset(reset),.clk(clk),.ok(ok),.charge(charge);sel u2(.in1(ml),.in2(mh),.clk(clk),.ms1(ms1),.ms2(ms2),.a(a),.b(b),.c(c),.d(d),.e(e),.f(f),.g(g);endmodulene(on e),.half(half),.reset(reset),.clk(clk),.ok(ok),.charge(charge),.