【文章內(nèi)容簡介】 定編譯參數(shù)和編譯策略，如器件的選擇、邏輯綜合方式的選擇等。然后根據(jù)設定的參數(shù)和策略對設計項目進行網(wǎng)表提取、邏輯綜合和器件適配，并產(chǎn)生報告文件、延時信息文件及編程文件，供分析仿真和編程使用。 (3)、仿真：仿真包括功能仿真、時序仿真和定時分 析，可以利用軟件的仿真功能來驗證設計項目的邏輯功能是否正確。 (4)、編程與驗證：用經(jīng)過仿真確認后的編程文件通過編程器（ Programmer）將設計下載到實際芯片中，最后測試芯片在系統(tǒng)中的實際運行性能。 在設計過程中，如果出現(xiàn)錯誤，則需重新回到設計輸入階段，改正錯誤或調整電路后重復上述過程。 設計步驟 : (1)輸入項目文件名 (File/Project/Name) (2)輸入源文件 (圖形、 VHDL、 AHDL、 Verlog 和波形輸入方式 ) (Max+plusⅡ/graphic Editor ； Max+plusⅡ/ Text Editor ； Max+plusⅡ/Waveform Editor) (3)指定 CPLD 型號 (Assign/Device) (4)設置管腳、下載方式和邏輯綜合的方式 自動售貨機的設計與實現(xiàn) 11 (Assign/Global Project Device Option,Assign/Global Logic Synthesis) (5)保存并檢查源文件 (File/project/Save amp。 Check) (6)指定管腳 (Max+plusⅡ/Floorplan Editor) (7)保存和編譯源文件 (File/project/Save amp。 Compile) (8)生成波形文件 (Max+plusⅡ/Waveform Editor) (9)仿真 (Max+plusⅡ/Simulator) (10)下載配置 (Max+plusⅡ/Programmer) 常用菜單簡介 : 該軟件的菜單主要有： MAX+PLUSⅡ 菜單 （ MAX+PLUSⅡ ）、 文件菜單 （ File）， 該文件菜單隨所選功能的不同而不同 、 模板菜單 （ Templates）， 該模板使編寫 VHDL 和 AHDL 設計文件更容易和方便 、 指定菜單 （ Assign）、 選擇菜單 （ Option）。該軟件的菜單繁多， 要想都學會有一定的難度，主要原因是資料問題。但是常用的菜單會使用還是可能的。 如何獲得幫助 : 最直接的幫助來自于 Max+plusⅡ的 Help 菜單。若需要某個特定項目的幫助信息，可以同時按 Shift+F1鍵或者選用工具欄中的快速幫助按鈕“ ”。此時，鼠標變?yōu)閹?號的箭頭，點擊“特定的項目”就可彈出相應的幫助信息。這里的“特定項目”，可以包含某個器件的圖形、文本編輯中的單詞，菜單選項，甚至可以是一個彈出的窗口。 2 自動售貨機的設計 設計說明 本文設計的自動售貨機 [4]可銷售牛奶 (2元 )、果汁 (3元 )兩種商品；售貨機可識別 1元和5元兩種貨幣 ,在一次購買過程中，可購買一個或多個商品，系統(tǒng)會自動計算所需錢數(shù)和找零錢數(shù)并自動找零。另外有 3個發(fā)光二極管、 6個 LCD 數(shù)碼管。 3個發(fā)光二極管分別用來顯示交易成功、交易失敗、正在找零。 6個 LCD 數(shù)碼管： 2個用來顯示所 需金額， 2個用來顯示已付金額， 2個用來顯示找零數(shù)。 流程說明 本文設計的自動售貨機當通電時，表示一次投幣銷售過程的開始。顧客選擇一種商品或多種則進入投幣狀態(tài)。若不投幣，則自動返回初始狀態(tài)。投幣后，系統(tǒng)自動計算所投錢數(shù)。若投幣夠，則出貨找零。若投幣不夠，等待 10秒后，顧客沒有繼續(xù)投幣，則退幣并回自動售貨機的設計與實現(xiàn) 12 到初始狀態(tài)。本系統(tǒng)的投幣銷售流程圖如圖 2所示： 圖 2 流程圖 各模塊說明 本文設計的自動售貨機總體分三個模塊 [5]：總控模塊、二進制譯碼模塊、 BCD 碼譯碼模塊。其它功能本文不予討論。 總控模塊：總控模塊是本系統(tǒng)最重要的模塊，該模塊大體有 5個輸入端口和 6個輸出端口。其輸入端口包括 clk、 coin1(投入一元貨幣 )、 coin5(投入 5元貨幣 )、 price2(選擇 2元的商品 )、 price3(選擇 3元的商品 )，輸出端口有 paid(已投入多少錢 )、 needed(還需要多少錢 )、 moneyout(找零 )、 success(燈亮表示交易成功 )、 failure(燈亮表示交易失敗 )、自動售貨機的設計與實現(xiàn) 13 showmoneyout(燈亮表示正在找零 )。該模塊 實現(xiàn)了本系統(tǒng)最重要的交易過程，包括選擇商品、投入貨幣、計算貨幣，找零出貨等。 二進制譯碼模塊：該模塊有一個輸入端和兩個輸出端。輸入端 b 是一個 4位的二進制數(shù)，輸出端 bcd0、 bcd1,是兩個 4位的 BCD 碼。該模塊的主要功能是實現(xiàn)將主控模塊輸出的二進制數(shù) (paid、 needed、 moneyout)轉換成 BCD 碼，以便輸出到七段顯示數(shù)碼器上而顯示出來。該模塊的原理是將一個 4位的二進制數(shù)轉換成 2個 4位的 BCD 碼，分別為高 4位和低 4位。 BCD 碼譯碼模塊：該模塊有一個輸入端和一個輸出端。輸入端 d 是一個 4位的 BCD碼，輸出端 q是一個 7位數(shù)，輸出連接到一個 LCD 數(shù)碼管以顯示出來。 各模塊的連接 各模塊的連接如圖 3所示： 圖 3 硬件模塊連接圖 如圖 3所示，左邊的 5個端口為輸入端口，連接的模塊是主控模塊。中間的 3個輸出端口連接 3個 LED 指示燈，分別指示交易成功、交易失敗、需要找零。中間的 3個模塊是二進制譯碼模塊，分別將主控模塊輸出的 paid、 needed、 moneyout 轉換成兩個 4位的 BCD 碼。最右邊的 6個模塊是 BCD 譯碼模塊，輸出端口連接 6個 LCD 七段顯示數(shù)碼管。 狀態(tài)之間的轉換 本文所設計的自動 售貨機進程可分為 7個狀態(tài) [6]： a,b,c,d,e,f,g。 a 為開始狀態(tài)，當有鍵按下時即進入 b狀態(tài)（投幣狀態(tài)）。當?shù)却脒€沒投幣時即進入 e狀態(tài)， e狀態(tài)返回自動售貨機的設計與實現(xiàn) 14 a狀態(tài)。當有貨幣投入，但投幣不夠時，即進入 c 狀態(tài)（繼續(xù)投幣），若等待十秒不投，即進入 g 狀態(tài)（退錢），若投幣但還不夠，則繼續(xù)投幣。當投幣夠了，即進入 d 狀態(tài)（出貨找零）。之后進入 f狀態(tài)（延時）后返回 a狀態(tài)。 3 仿真時序圖 主控模塊的仿真 圖 4 主控模塊只選一次但不投幣的仿真 如圖 4所示：選擇 3元商品，不再投幣，所需貨幣顯示 3元， 10 秒后， failure 為高電平，表示交易失敗，延時顯示后，回到初始狀態(tài)。源程序見附錄的主控模塊。 圖 5 主控模塊多次選擇但不投幣的仿真 如圖 5所示：選擇 3元商品后，在 10秒內(nèi)，再次選擇 2元商品；此后，不再投幣，所需貨幣先為 3元，后為 5元， 10秒后， failure 出現(xiàn)高電平，表示交易失敗，延時顯示后，回自動售貨機的設計與實現(xiàn) 15 到初始狀態(tài)。源程序見附錄的主控模塊。 圖 6 主控模塊交易成功但不找零的仿真 如圖 6所示：選擇 3元商品后，在 10秒內(nèi)，再次選擇 2元商品；所需貨幣先是 3元，后為5元，此后，在一定時限內(nèi)投入 5元錢，所需貨幣為 0元， success 為高電平，表示交易成功，不找零，延時顯示后，回到初始狀態(tài)。源程序見附錄的主控模塊。 圖 7 主控模塊交易成功且找零的仿真 如圖 7所示：選擇 3元商品后，在 10秒內(nèi)，再次選擇 2元商品；所需貨幣先為 3元，后為5元，此后，在一定時限內(nèi)先后投入 1元和 5元，所需貨幣分別變?yōu)?4元， 0元， success 為高電平，表示交易成功。 showmoneyout 為高電平，表示要找零， moneyout 顯示為 1元，表示找零 1元。延時顯示，其后回到初始狀態(tài)。源程序見附錄的主控模塊。 自動售貨機的設計與實現(xiàn) 16 圖 8 主控模塊連續(xù)交易成功的仿真 如圖 8所 示：先分別選擇 3 元和 2元的商品，所需貨幣先后顯示 3元和 5 元，再投入1元和 5 元，所需貨幣顯示分別為 4 元， 0元。 success 為高電平，表示一次交易成功，同時 showmoneyout 也為高電平，表示需要找零， moneyout 顯示為 1元，再選擇 3元的商品，投入 5元，所需貨幣先后為 3元和 0 元。 success 為高電平，表示第二次交易成功，showmoneyout 為高電平，表示要找零， moneyout 顯示為 2 元。圖 8 顯示連續(xù)交易。源程序見附錄的主控模塊。 圖 9 主控模塊錢不夠但不再投幣的仿真 如圖 9所示：選擇 3元商 品后，在 10秒內(nèi)，再次選擇 2元商品；所需貨幣先后顯示 3元和5元。此后，在一定時限內(nèi)投入 1元，所需貨幣顯示 4元，其后，等待再次投幣，若超過一定時限（ 10秒）不再投幣，認為放棄， failure 為高電平，表示交易失敗。 showmoneyout為高電平，表示要退幣， moneyout 顯示 1元，即退幣 1元；延時顯示后，回到初始狀態(tài)。源程序見附錄的主控模塊。 自動售貨機的設計與實現(xiàn) 17 二進制譯碼的仿真 圖 10 二進制譯碼的仿真 如圖 10所示：分別將從 0到 F 各位二進制數(shù)轉換為兩位的 BCD 碼數(shù)。如圖所示，將一個 4位的二進制數(shù)轉化為兩個 4位的 BCD 碼數(shù)的功能得到實現(xiàn)。源程序見附錄的二進制譯碼模塊。 BCD 碼譯碼的仿真 圖 11 BCD碼譯碼的仿真 如圖 11所示：將從 0到 7各位 BCD 碼轉化為七段譯碼顯示出來，其中 7E 在七段數(shù)碼管上顯示 0,30顯示