自动售货机控制系统的设计

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1、课程设计报告信息科学与工程学院课程设计报告（2008—2009学年第一学期）课程名称：VHDL与数字电路课程设计班级：电子0601学号：18姓名：庞金伟指导教师：谈宜育____2009年1月-13-课程设计报告课程设计题目：自动售货机控制系统的设计目的与任务：（1）进一步掌握MAX+PLUSⅡ软件的使用方法；（2）会使用VHDL语言设计小型数字电路系统；（3）掌握应用MAX+PLUSⅡ软件设计电路的流程；（4）掌握自动售货机的设计方法；（5）会使用GW48实验系统。内容和要求：设计一个简易的自动售货机，它能够完成钱数处理、找零、显示、退币等功能。（1）用3个键表示3种钱，再用3个键表示3

2、种物品。（2）用2个数码管显示输入的钱数，再用2个数码管显示所找的钱数，以元为单位。（3）买东西时，先输入钱，用数码管显示钱数，再按物品键，若输入的钱数大于物品的价格，用数码管显示所找的钱数，并用发光二极管表示购买成功。（4）若输入的钱数少于物品的价格，用数码管显示退出的钱数，并用发光二极管表示购买失败。-13-课程设计报告设计内容（原理图以及相关说明、调试过程、结果）一、系统设计方案根据系统要求，系统的组成框图如图1所示。时钟分频器控制器商品选择钱数输入译码显示图1系统组成框图系统按功能可分为分频模块、控制模块和译码输出模块。（1）分频模块的作用是获得周期较长的时钟信号，便于操作，且不

3、会产生按键抖动的现象。其原理是定义两个中间信号Q、DIV_CLK，Q在外部时钟CLK的控制下循环计数，每当计数到一个设定的值时DIV_CLK的值翻转，最后将DIV_CLK赋给NEW_CLK即可，改变设定值可改变分频的大小。-13-课程设计报告（2）控制模块是这个系统的核心模块，它具有判断按键、计算输入钱数总和、计算找零、控制显示四个作用。它的工作原理是每当时钟上升沿到来时，判断哪个按键按下，若按下的是钱数键，则将钱数保存于中间信号COIN，若下次按下的仍是钱数键，COIN的值则加上相应的值并显示于数码管；当物品键按下时，则将COIN的值与物品价格进行比较，然后控制找零。（3）由于钱数可能

4、大于9，所以译码显示模块的作用就是将钱数译码后用两个数码管显示，这样方便观察。根据各个功能模块的功能并进行整合，可得到一个完整的自动售货机系统的整体组装设计原理图，如图2所示。图2设计原理图一、系统主要VHDL源程序（1）分频器的源程序（外部时钟选用3MHz，实现3万分频）LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYCLKGENISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;NEWCLK:OUTSTD_LOGIC);ENDCLKGEN;-13-课程设计报告ARCHITECTUREBEHAVEOFCLKGENISSIGNALQ:INTEGERRA

5、NGE0TO14999;SIGNALDIVCLK:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFQ<14999THENQ<=Q+1;ELSEDIVCLK<=NOTDIVCLK;Q<=0;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;NEWCLK<=DIVCLK;ENDBEHAVE;（1）自动售货机控制器源程序（3种钱数为1元、2元、5元；3种物品的价格为2元、5元、10元）LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENT

6、ITYSHOUHUOJIISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;COIN1:INSTD_LOGIC;--1元信号COIN2:INSTD_LOGIC;--2元信号COIN3:INSTD_LOGIC;--5元信号PRICE1:INSTD_LOGIC;--2元商品PRICE2:INSTD_LOGIC;--5元商品-13-课程设计报告PRICE2:INSTD_LOGIC;--5元商品PRICE3:INSTD_LOGIC;--10元商品Y0:OUTSTD_LOGIC;--购买成功信号Y1:OUTSTD_LOGIC;--退币信号MONEY:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO

7、0);PAYBACK:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));ENDSHOUHUOJI;ARCHITECTUREBEHAVOFSHOUHUOJIISSIGNALCOIN:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);--保存钱数SIGNALCOUT:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);--保存找零BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'TH