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《EDA技术》课程设计报告

项目名称：自动售货机控制系统设计

所在院系：物理与机电工程学院

专业班级：2011级应用电子技术教育

组员：黄瑞1150740005

杨雪林1150740006

罗凤丹1150740003

王晓燕1150740001

课程设计报告

自动售货机控制系统设计

一、设计要求

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。

二、设计思路

数字系统一般采用自顶向下的层次化设计方法，在QuartusII中可以利

用层次化设计来实现自顶向下的设计。在电路的具体实现时，一般先组建

低层设计，然后再进行顶层设计。

1、该系统能完成货物信息存储，进程控制，硬币处理，余额计算，显示等

功能。

2、该系统可以管理四种货物，每种的数量和单价在初始化时输入，在存储

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器中存储。用户可以用硬币进行购物，按键进行选择。

3、系统根据用户输入的货币，判断钱币是否够，钱币足够则根据顾客的要

求自动售货，钱币不够则给出提示并退出。

4、系统自动的计算出应找钱币余额、库存数量并显示。

5、系统以FPGA器件为处理数据和控制核心。

三、设计原理

1、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

钱数输入

控制器

译码显示

商品选择

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

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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。

（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）由于钱数可能大于9，所以译码显示模