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时间:2020-08-30
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1、基于VHDL的地铁自动售票机系统设计目录01课题背景02设计理论03课题设计04系统仿真05硬件验证课题背景1863年,地铁在伦敦建成。此后,由于它安全舒适又快捷,赢得了人们的青睐,经过不断改进,一直运行到现在。随着城市发展,人口膨胀,人工售票渐渐被自动售票系统取代,自动售票机应运而生。中国的这项技术最初是从国外流传而来的,经过研究创新,在不断提高。目前,国内轨道交通AFC的技术已与城市一卡通接轨,实现城市甚至城市区间的一卡通。设计理论使用芯片:FPGA芯片编程语言:VHDL语言软件介绍:QuartusⅡ软件课题设计设计要求:设计一个程序并对它进
2、行仿真验证,使其能够实现票价选择、投币系统、余额计算、自动出票、自动找零等功能。系统框架:分成四个模块,分别是自动售票机主控模块,车票选择模块,纸、硬币处理模块,自动找零、出票模块。总的框架图如图3.1所示。整个售票系统操作流程:大致分为四个步骤,选票、投币、计算金额、找零/出票。如图3.2所示。自动售票机主控模块纸、硬币处理模块自动找零、出票模块车票选择模块costenoen1money_inserten2bidfquantity图3.1自动售票机系统结构框图投币数>=票价计算金额投币选票3元4元2元进入初始状态是否出票找零继续投币退币返回否是
3、交易结束图3.2操作流程图系统仿真⒈主控模块的波形仿真:复位信号高电平有效,上升沿有效。start为1时,选票模式与投币模式运行,此时比较选择的总票价cost和投入的总钱数money_insert的大小来判断使能端bi是否为1或0及算出找零钱数。⒉车票选择模块的波形仿真:复位信号、使能端en0高电平有效,上升沿有效。票价jia_2,jia_3,jia_4,和票数shu_1,shu_2,shu_3为1时有效。price和quantity分别对应选择的票价和票数,选择的票价cost为price与quantity的乘积。⒊纸、硬币处理模块的波形仿真:复
4、位信号、使能端en1高电平有效,上升沿有效。每次投入的钱数qian_1,qian_5,qian_10为1时有效。qian为每次投入钱数的累加。当累加的钱数大于或等于cost时,把qian赋给momey_insert。⒋自动找零、出票模块的波形仿真:复位信号、使能端en2高电平有效,上升沿有效。使能端bi为1时,吐出的票数piaoshu等于选择的票数quantity并且找零。使能端bi为0时,不出票,即piaoshu为0并且退回投入的钱数。⒌整个售票机系统的波形仿真图:复位信号高电平有效,上升沿有效。start为1时,选择票价和票数并且投入钱数。当
5、start为0时,判断选择的总票价cost和投入的总钱数money_insert的大小来计算出找零钱数和出票数。硬件验证将生成的顶层文件按相应的模式配置管脚,这里我们选择模式5。⒈投币不足的情况:下图选择的票价jia_2为2,票数shu_1为1,投入的钱数qian_1为1,在这种情况下投入的钱数不足,所以系统不出票且退出所投的钱1元。⒉投币足够的情况:下图中选择的票价为jia_3为3,票数shu_1为1,投入的钱数qian_5为5,在这种情况下投入的钱数大于总票价,所以系统吐出1张票并且退出所找的零钱2元。谢谢大家!
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