自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)題目 ：自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握 MAX+PLUSMAX+PLUS 軟件的使用方法； 會(huì)使用 VHDLVHDL 語言設(shè)計(jì)小型數(shù)字電路系統(tǒng)； 掌握應(yīng)用MAX+PLUSPLUS 軟件設(shè)計(jì)電路的流程; 掌握自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)方法； 會(huì)使用 GWGW4 4實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。內(nèi)容和要求 ：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的自動(dòng)售貨機(jī)，它能夠完成錢數(shù)處理、找零、顯示、退幣等功能。1 1）用 3 3 個(gè)鍵表示 3 3 種錢，再用 3 3 個(gè)鍵表示 3 3 種物品。2 2）用 2 2 個(gè)數(shù)碼管顯示輸入的錢數(shù)，再用 2 2 個(gè)數(shù)碼管顯示所找的錢數(shù)，以元為單位。3 3）買東西時(shí)，先輸入錢，用數(shù)碼管顯示錢數(shù)，再按物品鍵，若輸入

2、的錢數(shù)大于物品的價(jià)格，用數(shù)碼管顯示所找的錢數(shù)，并用發(fā)光二極管表示購買成功。4 4）若輸入的錢數(shù)少于物品的價(jià)格，用數(shù)碼管顯示退出的錢數(shù)，并用發(fā)光二極管表示購買失敗。目的與任務(wù) ：（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）（5 5）設(shè)計(jì)內(nèi)容（原理圖以及相關(guān)說明、調(diào)試過程、結(jié)果）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 根據(jù)系統(tǒng)要求，系統(tǒng)的組成框圖如圖 1 1 所示。（a2a2）控制模塊是這個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，它具有判斷按鍵、計(jì)算輸入錢數(shù)總和、計(jì)算找零、控制顯示四個(gè)作用。它的工作原理是每當(dāng)時(shí)鐘上升沿到來時(shí)，判斷哪個(gè)按鍵按下,若按下的是錢數(shù)鍵，則將錢數(shù)保存于中間信號(hào)COINCOIN 若下次按下的仍是錢數(shù)鍵，COINCOIN 的 值則

3、加上相應(yīng)的值并顯示于數(shù)碼管；當(dāng)物品鍵按下時(shí)，則將 COINCOIN 的值與物品 價(jià)格進(jìn)行比較，然后控制找零。（3 3）由于錢數(shù)可能大于 9 9,所以譯碼顯示模塊的作用就是將錢數(shù)譯碼后用兩個(gè)數(shù)碼 管顯示，這樣方便觀察。根據(jù)各個(gè)功能模塊的功能并進(jìn)行整合，可得到一個(gè)完整的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)的整體組裝 設(shè)計(jì)原理圖，如圖 2 2 所示。圖 2 2 設(shè)計(jì)原理圖二、系統(tǒng)主要 VHDLVHDL 源程序（1 1）分頻器的源程序（外部時(shí)鐘選用 3MHz3MHz 實(shí)現(xiàn) 3 3 萬分頻）LIBRARY IEEE;USE CLKGEN ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;NEWCLK:OUT STD_LOGIC

4、);END CLKGEN;ARCHITECTURE BEHAVE OF CLKGEN ISSIGNAL Q:INTEGER RANGE 0 TO 14999;SIGNAL DIVCLK: STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THENIF Q 14999 THEN Q =Q+1;ELSE DIVCLK = NOT DIVCLK;Q =0;END IF;END IF;END PROCESS;NEWCLK = DIVCLK;END BEHAVE;2 2) 自動(dòng)售貨機(jī)控制器源程序( 3 3 種錢數(shù)為 1 1 元、3 3 種物品的價(jià)

5、格為L(zhǎng)IBRARY IEEE;USE SHOUHUOJI ISP ORT ( CLK: IN STD_LOGIC;COIN1: IN STD_LOGIC; -1元信號(hào)COIN2: IN STD_LOGIC; -2元信號(hào)COIN3: IN STD_LOGIC;-5元信號(hào)2 2 元、5 5 元；2 2 元、5 5 元、1010 元 )PRICE2: IN STD_LOGIC; -5元商品PRICE3: IN STD_LOGIC; -10MONEY: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);PAYBACK: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);

6、END SHOUHUOJI;ARCHITECTURE BEHAV OF SHOUHUOJI ISSIGNAL COIN: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUT: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -保存找零BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THENIF COIN1=1 THEN COIN = COIN+1; Y0=0;Y1=0;ELSIF COIN2=1 THEN COIN = COIN+2; Y0=0;Y1=0;ELSIF COIN3=1 THEN COIN = COI

7、N+5; Y0=0;Y1= 0010 THEN Y0=1;Y1=0;COUT=COIN-2;ELSE Y0=0;Y1=1;COUT= 0101 THEN Y0=1;Y1=0;COUT=COIN-5;ELSE Y0=0;Y1=1;COUT= 1010 THEN Y0=1;Y1=0;COUT=COIN-10;ELSE Y0=0;Y1=1;COUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT=00001001;MONEY=COIN;輸入的錢數(shù)PAYBACK DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT DOUT=00000000;

8、END CASE;END PROCESS;END BEHAV;系統(tǒng)仿真與硬件驗(yàn)證1）系統(tǒng)的有關(guān)仿真1）分頻電路的仿真如圖3所示，為了便于仿真，在仿真時(shí)采用2O分頻，由圖可看出每經(jīng)過10個(gè)外部時(shí)鐘，新時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)一次，實(shí)現(xiàn)了分頻。圖3分頻器仿真結(jié)果圖2）控制電路的仿真如圖4、圖5、圖6所示。圖4輸入7元，購買5元商品，找零2元，YO顯示購買成功圖5輸入13元，購買1O元商品，找零3元，YO顯示購買成功圖6輸入7元，購買1O元商品，Y1顯示購買失敗，退幣7元3）顯示電路的仿真如圖7所示，當(dāng)大于9時(shí)分開顯示。圖7顯示電路仿真結(jié)果系統(tǒng)的硬件驗(yàn)證應(yīng)用GW4實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，選擇實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)圖，管腳定義如下:CLK接CL0CK1、C0IN1接PIOO、C0IN2接P101、COIN3接PI02、PRICE1接P103、PRICE2接PI04、PRICE3接P105；M0NEY7.O接P1016P1023 （數(shù)碼管1、數(shù)碼管2）、PAYBACK7.O