基于vhdl的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-27 23:06本頁(yè)面
【正文】 。 when 0011 = y1 = 0000110 。 when 0100 = y1 = 1001100 。 when 0101 = y1 = 0100100 。 when 0110 = y1 = 0100000 。 when 0111 = y1 = 0001111 。 when 1000 = y1 = 0000000 。 when 1001 = y1 = 0000100 。 when others = y1 = 1111111 。 end case 。end process 。該程序主要是對(duì)投入的錢(qián)數(shù)和商品的單價(jià)進(jìn)行BCD到七段碼的譯碼，以便于系統(tǒng)能夠識(shí)別。在該設(shè)計(jì)中,我們不考慮具體外圍電路的情況,只是用電平去模擬輸入輸出信號(hào)。下面是輸入和輸出的端口以及說(shuō)明輸入端口:clk : 時(shí)鐘信號(hào)。reset : 系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)。coin0 : 代表投入5 角硬幣。coin1 : 代表投入1 元硬幣。輸出端口:act5 : 表示找回5 角硬幣。act10 :表示找回1 元硬幣。dispense : 表示機(jī)器售出一瓶飲料。collect : 該信號(hào)用與提示投幣者取走飲料. 頂層電路的設(shè)計(jì)流程此過(guò)程的設(shè)計(jì)流程主要包括編輯頂層設(shè)計(jì)文件、創(chuàng)建工程、全程編譯、觀察RTL電路圖、仿真、了解時(shí)序分析結(jié)果、引腳鎖定、再次編譯并下載、對(duì)FPGA的存儲(chǔ)單元在系統(tǒng)讀寫(xiě)測(cè)試、嵌入式邏輯分析儀測(cè)試等。（1）啟動(dòng)Max＋plusⅡ，啟動(dòng)之后選擇File→New→Graphic Editor file設(shè)計(jì)出自動(dòng)售貨機(jī)控制器。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)出整個(gè)電路圖之后，我們需對(duì)某些模塊進(jìn)行頂層電路設(shè)計(jì)，此時(shí)我們選擇File→New→Text新建一個(gè)文本文件，并且取名為xujuan_settime。在對(duì)其輸入自己設(shè)計(jì)的VHDL源程序，并對(duì)其進(jìn)行編譯、仿真等。（3）為此頂層設(shè)計(jì)創(chuàng)建一項(xiàng)工程，工程名和實(shí)體名都可以是settime。（4）全程編譯一次后進(jìn)入時(shí)序仿真測(cè)試。選擇Max＋PlusⅡ→Simulator，單擊彈出的對(duì)話框中的Start按鈕，仿真結(jié)束后，單擊Open SCF，打開(kāi)仿真文件分析仿真結(jié)果的輸出和輸入邏輯關(guān)系是否正確。（5）根據(jù)設(shè)計(jì)電路的原理圖以及各個(gè)模塊部分的VHDL源程序，再對(duì)其進(jìn)行硬件測(cè)試。選擇不同的電路模式，則時(shí)鐘CLK接不同的實(shí)驗(yàn)箱的clock端。（6）使用嵌入式邏輯分析儀測(cè)試波形[8]。根據(jù)設(shè)計(jì)自動(dòng)售貨機(jī)的總體要求，可將VHDL程序所生成的模塊圖和對(duì)應(yīng)的輸入輸出相連，得到最終的總體電路原理圖。如圖36所示。 圖36 總體原理圖 仿真與功能測(cè)試 編譯及仿真EDA工具在EDA技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)極其重要的位置，EDA的核心是利用計(jì)算機(jī)完成電子設(shè)計(jì)全程自動(dòng)化，因此基于計(jì)算機(jī)環(huán)境的EDA軟件的支持是必不可少的。此次設(shè)計(jì)所用EDA工具是由著名的Alter公司生產(chǎn)的MAX＋plusⅡ工具軟件，它是一種集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持原理圖、VHDL和Verilog語(yǔ)言文本文件，以及波形文件作為設(shè)計(jì)輸入，并支持這些文件的人以混合設(shè)計(jì)[14]。Max＋plusⅡ工具軟件具有門(mén)級(jí)仿真器，可以進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真，能夠產(chǎn)生精確的仿真結(jié)果，同是還支持主流第三方EDA工具，所以可以說(shuō)Max＋plusⅡ是當(dāng)今最優(yōu)秀的EDA工具軟件之一。所以可以利用這些軟件可以得到系統(tǒng)的仿真圖如圖37所示,通過(guò)對(duì)仿真的分析,其能滿足設(shè)計(jì)的要求。 圖37 系統(tǒng)仿真全圖圖38是當(dāng)顧客選擇所需商品時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)顧客投入幣數(shù)的種類和數(shù)量進(jìn)行出貨功能。圖38 商品種類選擇部分圖39是對(duì)顧客投入的硬幣進(jìn)行計(jì)算，以便于系統(tǒng)判斷顧客所買(mǎi)的飲料的價(jià)格是否小于或等于投入的硬幣。圖39 投幣部分圖310主要判斷顧客所買(mǎi)飲料的價(jià)格是否小于或等于投入的幣數(shù)，若是，則出貨。若不是，則退還顧客投入的所有硬幣。如果售貨機(jī)顯示完成信號(hào)則系統(tǒng)進(jìn)行找?guī)挪⑶医Y(jié)束交易。圖310 購(gòu)買(mǎi)、找?guī)沤Y(jié)束交易部分結(jié)束語(yǔ)基于VHDL的自動(dòng)售貨機(jī)的設(shè)計(jì)程序總共分為五個(gè)模塊，貨物信息的存儲(chǔ)模塊，進(jìn)程控制模塊，硬幣處理模塊，余額計(jì)算模塊，顯示功能模塊。五個(gè)模塊分別實(shí)現(xiàn)不同的功能：貨物信息的存儲(chǔ)模塊的功能是將商品的單價(jià)、數(shù)量置入到自動(dòng)售貨機(jī)；進(jìn)程控制模塊的功能是指對(duì)商品進(jìn)行選擇與購(gòu)買(mǎi)；硬幣處理模塊的功能是對(duì)投入硬幣進(jìn)行處理的過(guò)程；余額計(jì)算模塊的功能是主要完成找?guī)挪僮?；顯示功能模塊的功能是主要顯示錢(qián)數(shù)和單價(jià)。五個(gè)模塊共同完成自動(dòng)售貨機(jī)的功能。 由于時(shí)間倉(cāng)促，很多地方都不夠完善，但是也算基本符合設(shè)計(jì)規(guī)定，與此同時(shí)本人也著實(shí)對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)有了深刻的理解，對(duì)它的功能實(shí)現(xiàn)也有了質(zhì)的領(lǐng)悟。軟件Max＋plusⅡ也從最初的一概不知熟練到能從畫(huà)原理圖這些簡(jiǎn)單的使用方法到仿真程序這些復(fù)雜的功能實(shí)現(xiàn)，此外，硬件描述語(yǔ)言VHDL也有了初步的掌握，看的懂簡(jiǎn)單程序功能實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)看似簡(jiǎn)單的Word也讓本人近乎重新掌握了一遍?？傊@次的論文肯定會(huì)為我以后的設(shè)計(jì)道路打下了堅(jiān)實(shí)的基奠。參考文獻(xiàn)[1] 曹昕燕，周鳳臣，[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.[2] 劉欲曉，[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，(18)：160165.[3] 潘松，（第三版）[M].武漢：科學(xué)出版社，2007.[4] ＋plusⅡ平臺(tái)下用VHDL進(jìn)行數(shù)字電路設(shè)計(jì)[N].電子信息學(xué)報(bào)，2009107 (10).[5] [M].北京：高等教育出版社，2006.[6] [M].北京：高等教育出版社，2005. [7] [N]. IT時(shí)代周刊.，200668（8）.[8] 盧杰，[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，(10)：110120.[9] 劉明業(yè)，將景旗，[N].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，200778.[10] 侯柏亨，[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009，(8)：98103.[11] 李國(guó)麗，[M].合肥：中國(guó)科技大學(xué)出版社，2000.[12] 朱正偉，EDA技術(shù)與應(yīng)用[N].電子信息學(xué)報(bào)，201087 (8).[13] DOULOS designer S guide to VHDL[EB/OL][N].DOSPY TIMES，200766 (12).[14] DOUGLAS L P．VHDL：programming by example[M]．New York：McGraw—Hill Professional，2002．致謝本論文是在****老師的精心指導(dǎo)下完成的。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，都得到了****老師的耐心指導(dǎo)和詳細(xì)解答，特別是在設(shè)計(jì)的初始階段，****老師在需求分析方面給了我很大的幫助，在老師幫助和指導(dǎo)下，使我能很快地就確定了系統(tǒng)的目的和開(kāi)發(fā)方案，并且在后來(lái)的程序?qū)崿F(xiàn)方面給予了正確的引導(dǎo)，使我少走了很多彎路，并提高了我的效率。這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的幫助，在此衷心感謝****老師的耐心輔導(dǎo)。最后，我衷心地祝福所有給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，希望他們?cè)谝院蟮娜兆永锕ぷ黜樌?，學(xué)習(xí)進(jìn)步。
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