基于FPGA设计的自动售货机报告.doc

《FPGA技术》 课 程 报 告 指导老师： 房梦旭 姓 名： 张 强 班 级： 212361 学 号： 121802 航空电子工程系 2014年5月  目录 一、引言 二、语言介绍 三、功能要求 四、结果与分析讨论 五、附录一、引言 自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。一般的自动售货机由钱币装置、指示装置、贮藏售货装置等组成。钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额。如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。指示装置用以指示顾客所选商品的品种。贮藏售货装置保存商品，接收出售指示信号，把顾客选择的商品送至付货口。一般售货机的钱币装置由投币口、选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找钱装置组成。,自动售货机在人们日常生活中扮演越来越重要的角色。其产品特点是科技含量高；24 小时服务,售货便利；无需专人盯守，省人工,省成本；售货范围广泛；此外还是一种新颖独特的广告媒体。目前,随着移动商务的发展，自动售货机作为一种方便、直观的移动商务工具,开始在全球各地迅速普及和发展。 二、采用Verilog HDL语言编写 硬件描述语言（Hradware Description Language ,HDL)是一种按软件的方式进行数字期间设计的方法。HDL允许设计者无需逻辑框图便可用精确标示 优点： 缩短了产品从研发到上市的时间； 在设计转变成最终的硬件实现之前，可以不断地对设计进行验证和测试。 Verilog HDL是一种用于数字逻辑电路设计的硬件描述语言(HDL)，可以用来进行数字电路的仿真验证、时序分析、逻辑综合。 用Verilog HDL描述的电路设计就是该电路的Verilog HDL模型。 Verilog HDL 既是一种行为描述语言也是一种结构描述语言,它的使用比VHDL广泛。 既可以用电路的功能描述，也可以用元器件及其之间的连接来建立Verilog HDL模型。 另外一种HDL语言是VHDL(Very High Speed Integrated Circuit HDL). Verilog HDL的语法比较接近于C语言,但也用到了一些类似于Pascal的语法。用来对从逻辑门到复杂的数字系统进行抽象和建模。目前，它是工业界使用最广泛的一种HDL，可以描述组合逻辑和时序逻辑，也可以描述电平敏感和由边缘触发的存储设备。 Verilog支持两种设计方法：自上而下和自下而上。 三、 功能要求 1．该系统能完成对货物信息的存储、进程控制、钱币处理、余额计算和显示功能。 2．举例说明：如果自动售货机能够销售4种商品：热狗（1元），汉堡包（4元），双层汉堡包（8元），饮料（3元）数量无限。自动售货机允许投入1元，0.5元硬币：当总币值等于顾客需要的商品单价时，机器送出需要的商品：若总币值大于顾客需要的商品单价时，机器除提供所需商品外，并将余币退出；若总币值小于顾客需要的商品单价时，机器退出顾客投入的硬币。设机器内1元和0.5元的找零硬币无限。 3．当顾客完成一次购买后或按错按钮后，需要设置一个重新开始按钮，使整个系统恢复到初始状态。 4．顾客一次只能购买一种商品的一个，若需要更多商品，需要重复操作。 四、结果与分析讨论 通过设计简单的自动售货机，详细了解了自动售货机的投币模块，商品选择模块，主控模块等模块的软件设计与实现主要功能的模块的仿真。经过仿真与实践，整个系统的工作稳定可靠，具有较强的适应性，当需要增加商品时，此控制系统只需增加相对的输入信号，硬件原有的电路不应改变，因此在自动售货机行业可以得到广泛的应用。不过缺点是只能完成相对比较简单的自动售货机功能，实现金额计算，发放商品，找零，退币等功能。由于其中是商品存货无限，找零无限，因此不会出现找零钱币与商品存货的不足的情况。解决办法是通过增加模块，与输入信号来解决。 仿真过程中遇到的问题主要有: 1、在仿真过程中由于原有时钟信号分频模块仿真时间过长，因此用频率相对较小的晶振进行代替仿真； 2、仿真过程中找零所得钱币数目不能达到预期效果，通过调整主控模块程序已得到解决。 五、附录 1）程序 /*信号定义： Clk ： 系统输入时钟 Reset: 系统复位信号 Half_dollar： 投入5角硬币 One_dollar: 投入1元硬币 Half_out : 找零5角 Dispense ： 售出一件商品 Collect： 提示投币者取走商品 */ module sell(dispense,c