【文章內(nèi)容簡介】 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(yàn)證設(shè)計(jì)項(xiàng)目的邏輯功能是否正確。(4)、編程與驗(yàn)證：用經(jīng)過仿真確認(rèn)后的編程文件通過編程器（Programmer）將設(shè)計(jì)下載到實(shí)際芯片中，最后測試芯片在系統(tǒng)中的實(shí)際運(yùn)行性能。在設(shè)計(jì)過程中，如果出現(xiàn)錯誤，則需重新回到設(shè)計(jì)輸入階段，改正錯誤或調(diào)整電路后重復(fù)上述過程。設(shè)計(jì)步驟:(1)輸入項(xiàng)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(shè)置管腳、下載方式和邏輯綜合的方式(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(shè)計(jì)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(xué)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(xiàng)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(biāo)變?yōu)閹柼柕募^，點(diǎn)擊“特定的項(xiàng)目”就可彈出相應(yīng)的幫助信息。這里的“特定項(xiàng)目”，可以包含某個器件的圖形、文本編輯中的單詞，菜單選項(xiàng)，甚至可以是一個彈出的窗口。2 自動售貨機(jī)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明 本文設(shè)計(jì)的自動售貨機(jī)[4]可銷售牛奶(2元)、果汁(3元)兩種商品；售貨機(jī)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(jì)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(shè)計(jì)的自動售貨機(jī)當(dāng)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(jìn)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(jì)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(shè)計(jì)的自動售貨機(jī)總體分三個模塊[5]：總控模塊、二進(jìn)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)、showmoneyout(燈亮表示正在找零)。該模塊實(shí)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(jì)算貨幣，找零出貨等。二進(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)將主控模塊輸出的二進(jìn)制數(shù)(paid、needed、moneyout)轉(zhuǎn)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(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)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(jìn)制譯碼模塊，分別將主控模塊輸出的paid、needed、moneyout轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換 本文所設(shè)計(jì)的自動售貨機(jī)進(jìn)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(dāng)有鍵按下時即進(jìn)入b狀態(tài)（投幣狀態(tài)）。當(dāng)?shù)却脒€沒投幣時即進(jìn)入e狀態(tài)，e狀態(tài)返回a狀態(tài)。當(dāng)有貨幣投入，但投幣不夠時，即進(jìn)入c狀態(tài)（繼續(xù)投幣），若等待十秒不投，即進(jìn)入g狀態(tài)（退錢），若投幣但還不夠，則繼續(xù)投幣。當(dāng)投幣夠了，即進(jìn)入d狀態(tài)（出貨找零）。之后進(jìn)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)?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。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(rèn)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。 二進(jìn)制譯碼的仿真 圖10 二進(jìn)制譯碼的仿真如圖10所示：分別將從0到F各位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為兩位的BCD碼數(shù)。如圖所示，將一個4位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為兩個4位的BCD碼數(shù)的功能得到實(shí)現(xiàn)。源程序見附錄的二進(jìn)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(zhuǎn)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1,6D顯示2等等。如圖所示，將BCD碼轉(zhuǎn)化為七段數(shù)碼顯示的功能得到實(shí)現(xiàn)。源程序見附錄的BCD碼譯碼模塊。 TOP文件的仿真 圖12 TOP文件的仿真如圖12所示：先選擇一個3元的商品，10秒內(nèi)再選擇一個2元的商品；此后，在一定時間內(nèi)，先后投入一元和5元，顯示交易成功，并找零一元。在七段數(shù)碼管上所需貨幣先后顯示00元、03元、05元，當(dāng)投入一元后，顯示04元，再投入5元后，顯示00元。而已投貨幣先后顯示00元、投入一元后，顯示01元，再投入5元，顯示06元。同樣，找零貨幣先后顯示00元、01元。由此可見，系統(tǒng)的各功