基于VHDL的自动售货机设计.docx

1、基于VHDL的自动售货机设计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 : 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

2、。三.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，VHDL编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、面向客户端模块设计

3、基于Quartus2软件环境下，应用VHEDL语言进行程序设计。以clk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，coin0作为单价输入端口。2）、整体结构框图3）、程序框图 （ 商品、价格设定模块） （ 客户端模块程序框图）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，商品数量统计代码：library ieee;use S1 isport ( clk:in std_logic; -系统时钟r,set,st,

4、get,finish: in std_logic; -设定、买、选择、完成信号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); -输入钱数、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si

5、gnal 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; - 数量begin - 设定部分com0:process(get,st,coin0)variable C:INTEGER RANGE 20 DOWNTO 0; begin if get=1 then if stev

6、ent and st=1 then item0=item0+1; -对商品进行she zhi if item0=00 then act0=1000;pri0=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0);-she ding 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); elsif item0=10 then act0=0010;pri2=coin0;C:=CONV_INTEGER(coin0); elsif item0=11 then act0=0001;pri

7、3=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; begin if clkevent and clk=1 then item1=item1+1; -对商品进行循环选择 if item1=00 then act1=1000; B:=CONV_INTEGER(pri0); -

8、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=pri1 then Q=A-B; D:=quan1-1;quan1=pri2 then Q=A-B; D:=quan2-1;quan2=pri3 then Q=A-B; D:=quan3-1;quan3=quan3-1; else

9、 Q=A-B; end if; end if; if set=1 then item1=00;act1=0000;Qy0y0y0y0y0y0y0y0y0y0y0y1y1y1y1y1y1y1y1y1y1y1y2y2y2y2y2y2y2y2y2y2y2y4y4y4y4y4y4y4y4y4y4y4=1111111; end case; end process com1;end behav;六.仿真及硬件测试1）、引脚锁定2）、RTL电路图3）、时序仿真4）、硬件测试=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

10、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，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

11、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VHDL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，但由于时间和资料有限我们更多的还是独立思考。相互讨论共同研究也是很重要的，经常出现一些问题，经过和同组同学讨论和资料的查询最终得到了解决。锻炼了我们的团队合作精神及分工合作的能力。在调试程序过程中遇到很多这样那样的问题，最后都解决了。特此感谢老师和同学们对我的辛勤指导，能让我在困境中找到解决难题的办法，并且对EDA有了更深刻的认识。8. 教师评语 教师：