文档介绍：目录
摘要 I
第一章系统设计 1
系统设计 1
系统设计方案比较 1
总体设计 1
设计方案比较 1
第二章详细设计 2
自动售货机状态描述 2
详细状态描述 3
初始状态 3
选商品状态 3
投币状态 3
找零状态 3
第三章软件设计 3
程序总流程图 3
程序 4
第四章结果与讨论 7
实验调试 7
调试步骤 7
实验现象 7
结果与分析 8
总结 8
参考文献 8
附录 9
第一章系统设计
系统设计
(1)用四个发光二极管分别模拟售出价值为5角、1元、,购买者可以通过开关选择任意一种标价中的小商品。
(2)灯亮时表示该小商品售出。
(3)用开关分别模拟5角、1元硬币投入,可以用几只发光二极管(或数码管)分别代表找回剩余的硬币。
(4)每次只能售出一种小商品,当所投硬币达到或超过购买者所选面值时,售出货物并找回剩余的硬币,回到初始状态。
(5)当所投硬币值不足面值时,可通过一个复位键退回所投硬币,回到初始状态。
系统设计方案比较
总体设计
、FPGA、显示电路组成。
采用FPGA设计的自动售货机原理方框图
控制输入电路主要是为用户设计的,起到一个输入控制的作用。FPGA是现场可编程逻辑器件,也是本设计方案的核心内容,它是实现自动售货机运作的主要控制模块。将编写好的HDL程序烧制到现场可编程逻辑器件FPGA中,然后通过控制输入电路把
信号输入到FPGA,由八个开关控制输入信号即消费者选择商品和消费者投币及确认消费,动态数码管显示输出信号即找零环节和所选择的商品、消费者投币。
设计方案比较
本设计可以通过多种方案来实现,下面就主要的三种方案进行阐述和比较。
方案一:
采用数字逻辑电路制作,用IC 器件连接焊接外围电路实现,这种电路很直观,简单方便。但应用数字逻辑电路制作,使用的器件较多,连接复杂,体积大,功耗大。电路中焊点和线路较多会,使成品的稳定度和精度大大降低。
方案二:
使用现场可编程逻辑器件(FPGA)制作,利用Verilog HDL硬件描述语言编程进行控制,然后烧写实现。
方案三:
单片机现在已经达到很成熟的阶段了,它的应用也十分广泛。采用单片机来实现自动售货机,它的原理方框图与用FPGA来实现的原理方框图类似,。
采用单片机实现自动售货机的原理方框图
,唯一不同的是一个是用FPGA来制作,一个是用单片机来实现。采用单片机来实现自动售货机,主要的核心是单片机程序的设计。
方案比较:
对于自动售货机的设计,三个方案均可以实现,但是第一个方案中采用的是数字逻辑电路来制作,该电路硬件所需的器材多,体积庞大,比较复杂,而且精度和稳定度都不是很高。第二个方案采用的是现场可编程逻辑器件来实现, 它的优点是所有电路集成在一块芯片上,此方案所需的外围电路简单,这样它的体积就减少了,同时还提高了系统的稳定度。还可以用软件QuartusⅡ软件进行仿真和调试等。可以充分利用HDL硬件描述语言方便的编程,提高开发效率,缩短研发周期,降低研发成本;而且易于进行功能的扩展,实现方法灵活,调试方便,,但同时也存在缺点。它对设计者的要求比较高,设计者对软硬件必须十分熟悉。和方案二来比它的实验仿真没有方案二简单直观,调试也有一定的难度。在外界环境相同的条件下,方案三设计出来的产品精度和稳定度要比方案二稍微差一些。因此,自动售货机的设计我们选择方案二来实现。
第二章详细设计
自动售货机状态描述
判断开关被按下的个数N。若N>=2表示所选本次选择无效,返回初始状态;若N=1则显示所选商品,并继续执行下面的流程。3个开关分别代表三种商品。,1元,2元,5元,统计投入总额。投入总额与商品价格做比较,如果总额<商品价格,退钱并返回初始状态如果总额>=商品价格,则继续执行下面的程序。找零=总额-商品价格,数码管显示找零金额。状态图如图2所示:
图2 自动售货机状态图
详细状态描述
初始状态
各变量都设置为零,按下rst键后,一切恢复到初始状态。
选商品状态
、1元、,每次选择商品前,设置一个标志位btn_sell表示选择商品