东南大学信息科学与工程学院-基于FPGA的自动售货机控制系统.docx

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1、数字系统课程设计--基于FPGA的自动售货机组长：师楠（）组员：徐璇（）一、设计要求：功能描述：用于模拟自动售货机的工作过程，完成自动售货功能。功能要求：（1）售货机有两个进币孔，可以输入硬币和纸币，售货机有两个进币孔，一个是输入硬币，一个是输入纸币，硬币的识别范围是1元的硬币，纸币的识别范围是5元，10元，20，50元，100元。乘客可以连续多次投入钱币。（2）顾客可以选择的商品种类有16种，价格分别为1-16元，顾客可以通过输入商品的编号来实现商品的选择。即有一个小键盘（0-9按键）来完成，比如输入15时要先输入1，再输入5。（3）顾客选择完商品后，可以选择

2、需要的数量。然后可以继续选择商品及其数量，每次可以选择最多三个商品。然后显示出所需金额。顾客此时可以投币，并且显示已经投币的总币值。当投币值达到或超过所需币值后，售货机出货，并扣除所需金额，并找出多余金额。在投币期间，顾客可以按取消键取消本次操作，钱币自动退出。二、课题分析1）进行购物时，顾客依次选择商品种类和对应的商品数量。一共有16种商品，编号分别为1-16，顾客通过（0-9按键）小键盘输入商品编号和对应的商品数量。若顾客继续选择商品则按下“继续购物”按钮，继续选择下一商品的种类和数量。最多可以选择三种商品，每种商品最多可选择三个。若在商品选择过程中顾客按下

3、“取消”按钮，则回到初始化状态，顾客重新进行选择。2）完成选择后，自动售货机显示所需金额，编号1-16的商品价格分别为1-16元。顾客根据所需金额继续投币，可以连续多次投入1元的硬币和5元，10元，20，50元，100元的纸币。当投币总额大于所需金额时，自动售货机出货并找出零钱。若在投币过程中顾客按下“取消”按钮，则自动售货机自动退出顾客已经投入的钱币。3）根据按键的数值范围（0-9）和商品数量（1-3）的选择范围，设置三个端口，分别用于接收商品编号的个位（4位）、商品编号的十位（4位）、商品数量（2位）。若顾客在商品选择的过程中，选择了三种以上商品或三个以上的

4、个数，则系统不对其作出反应。4）附加功能：管理人员按下reset按钮后，系统重置。默认每种商品机内存货15个，系统进入初始化状态后会自动显示商品剩余库存。开始一、系统运行流程：Nreset=1pre_stateYinitial_stateitem_state输入商品编号NY输入次数小于3Ycancel=1quantity_stateN输入商品数量计算商品总额total_pricequantity_state计算商品剩余库存并输出continue=1money_stateNY输出total_priceYcancel=1Nchange_out<=counter投币c

5、outercompare_stateNcounter>total_priceYYcancel=1NNcounter>total_pricechange_out<=counterYchange_stateYcancel=1change_out<=counterN计算找零额finish_state输出货物、找零四、程序调试编译通过，如图所示：五、波形仿真：在创建的波形仿真文件中，添加所有输入输出端口进行仿真。时钟周期设定为10ns，测试系统的所有功能是否正常。管理员将reset置1；第一次：购买11号商品3件，投入三枚一员硬币，一张一百元纸币；第二次：购买01号商品

6、1件，continue，购买10号商品2件，continue，购买13号商品3件；投入一张五十纸币，一张十元纸币；第三次：购买03号商品2件，cancel；第四次：购买16号商品2件；投入一张五十纸币；cancel；六、附源代码libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;----------*************************************----------------------ent

7、ityAUTOSELLERis--实体port(--端口定义clk:instd_logic;--时钟continue,cancel,reset:instd_logic;--继续购物、取消、复位coin:instd_logic;--投入硬币cash:instd_logic_vector(4downto0);--投入纸币item0:instd_logic_vector(3downto0);--选货个位item1:instd_logic_vector(3downto0);--选货十位quantity:instd_logic_vector(1downto0);--货物数

8、量one_out:out