【正文】 and prehensive ability VHDL hardware description language is design source files can use similar and C language writing form, and USES the structure design method. A new design of coin drinking seller based on VHDL is introduced. The most important part in this design are two counters,the 30 seconds counter bined with keys control the process of selection by cosumers.。 coin。 control 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 引言 目前，隨著移動商務(wù)的發(fā)展，自動售貨機(jī)作為一種方便、 直觀的移動商務(wù)工具，開始在全球各地迅速普及和發(fā)展。售賣的商品可根據(jù)擺放場所的需要量身定制，包括冷熱飲料、零食、電話卡及國外進(jìn)口的特色商品等。此外，還支持多種交易支付模式，同時方便實(shí)現(xiàn)較大金額的支付和交易結(jié)算。這種新一代自動售貨機(jī)除了更方便售賣貨品之外，還被視為一種傳播廣泛的廣告媒介。日本的自動售貨業(yè)已經(jīng)有 2020 多種機(jī)型、 6000 多種商品。在日本，由于其無所不在 ,24h 供應(yīng)， 自動售貨機(jī)很受特別忙碌的人歡迎。根據(jù)目前，系統(tǒng)內(nèi)部銷售動作實(shí)現(xiàn)方式的研究已基本成熟，研究最多的主要集中在資金結(jié)算及銷售信息統(tǒng) 計(jì)管理的實(shí)現(xiàn)方式 和功耗節(jié)省模式上。在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方式、系統(tǒng)硬件構(gòu)成、設(shè)計(jì)的重用性、知識產(chǎn)權(quán)、設(shè)計(jì)周期等方面 ,EDA 技術(shù)具有一定的優(yōu)勢。它以可編程邏輯器件 （ PLD） 為載體，以計(jì)算機(jī)為工作平臺，以 EDA 工具軟件為開發(fā)環(huán)境，以硬件描述語言 （ HDL） 作為電子系統(tǒng)功能描述方式，以電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)為應(yīng)用方向的電子產(chǎn)品自動化設(shè)計(jì)過程 [1]?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品的性能進(jìn)一步提高，功能越來越復(fù)雜，集成化智能化程度越來越高，更新?lián)Q代的節(jié)奏越來越快，開發(fā)風(fēng)險也越來越大，而且正向著功能多樣化， 體積小型化，功耗最低化的趨勢發(fā)展。 EDA 技術(shù)的出現(xiàn)，極大的提高了電路設(shè)計(jì)的效率和可靠性，減輕了設(shè)計(jì)者的勞動強(qiáng)度， EDA 是電子產(chǎn)品開發(fā)研制的動力源和加速器，是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的核心。 EDA 的設(shè)計(jì)流程及優(yōu)點(diǎn) EDA 的設(shè)計(jì)流程如下： （ 1）根據(jù)設(shè)計(jì)題 目要求編寫相應(yīng)程序代碼 （ 2）對編寫的 VHDL 程序代碼進(jìn)行編譯和仿真 （ 3）利用實(shí)驗(yàn)箱完成硬件驗(yàn)證 （ 4）總結(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)容，完成課程設(shè)計(jì)說明書 EDA 技術(shù)與傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)相比，傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)方法是一種自底向上且費(fèi)時費(fèi)力的設(shè)計(jì)方法 ,而現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù) (EDA)是自頂向下且先進(jìn)高效的。 VHDL 介紹 VHDL 語言是一種用于電路設(shè)計(jì)的高級語言。最初是由美國國防部開 發(fā)出來供美軍用來提高設(shè)計(jì)的可靠性和縮減開發(fā)周期的一種使用范圍較小的設(shè)計(jì)語言 。因此它的應(yīng)用主要是應(yīng)用在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中。當(dāng)然在一些實(shí)力較為雄厚的單位，它也被用來設(shè)計(jì)ASIC。 1993 年更進(jìn)一步修訂，變得更加完備，成為 ANSI/IEEE 的 ANSI/IEEE STD 10761993 標(biāo)準(zhǔn)。 在 MAX 軟件平臺上有很多種輸入方式，特別介紹 VHDL 是因?yàn)橛?VHDL 語言進(jìn)行數(shù)字邏輯電路和數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是電子電路設(shè)計(jì)方法上的一次革命性變革。 (2) 獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，修改方便，系統(tǒng)硬件描述能力強(qiáng)。 (4) VHDL 語言標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、移植性強(qiáng)。 自動售貨機(jī)的應(yīng)用與設(shè)計(jì)背景 自動售貨機(jī)的應(yīng)用介紹 從廣義講自動售貨機(jī)是通過 投入硬幣后便可以銷售商品的機(jī)械，從狹義來講就是自動銷售商品的機(jī)械。 采用 EDA 的方法設(shè)計(jì)電路與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法比較。 自動售貨機(jī)的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個具有實(shí)用性和較低成本的自動售貨機(jī)，其具體功能要求如下： 自動售貨機(jī) 只出售 1 元、 1 元 5 角、和 2 元三種飲料，機(jī) 器有一個投幣孔，能識別 1 元、 5 角、 1 角三種硬幣，且每次只能投一個幣，每次只售出一瓶飲料。設(shè)有 reset 鍵，方便管理員管理。 該系統(tǒng)可以管理四種貨物，每種的數(shù)量和單價在初始化時輸入，在存儲器中存儲。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 通過對系統(tǒng)分析 ,將自動售貨機(jī)功能模塊邏輯上劃分為貨物信息存儲模塊、進(jìn)程控制模塊、硬幣處理模塊、余額計(jì)算模塊、顯示模塊 ,由于條件上的限制，對投幣模塊中的貨幣檢測未進(jìn)行處理，系統(tǒng)的大致框圖如圖 21所示 [6]。 當(dāng)顧客選擇所需要的商品時，自動售貨機(jī)會對機(jī)內(nèi)商品信息進(jìn)行識別，對投 入的 貨幣進(jìn) 行 運(yùn) 算，并根據(jù)所投入的 貨幣數(shù) 值判 斷 是否能 夠購買 某種商品，并做出相應(yīng) 的反 應(yīng) 。 時鐘 按鍵 數(shù)據(jù) 投幣 分頻器 控制器 RAM 譯碼 顯示 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 圖 22 自動售貨機(jī)系統(tǒng)工作流程圖 本 論 文 設(shè)計(jì) 的自 動 售 貨 機(jī)控制系 統(tǒng) 主要可以 實(shí)現(xiàn) 投 幣處 理 、 計(jì) 算投 幣總額 、 輸 出商品， 輸 出找零等功能 ，以 滿足顧客的需求。 Max+plusⅡ 界面友好，使用便捷，被譽(yù)為業(yè)界最易用易學(xué)的 EDA 軟件。 1. Max+plusⅡ 開發(fā)系統(tǒng)的特點(diǎn) (1)開放的界面 :Max+plusⅡ 支持與 Cadence， Exemplarlogic， Mentor Graphics，Synplicty， Viewlogic 和其它公司所提供的 EDA 工具接口。 (3)完全集成化 :Max+plusⅡ 的設(shè)計(jì)輸入、處理與較驗(yàn)功能全部集成在統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境下，這樣可以加快動 態(tài)調(diào)試、縮短開發(fā)周期。 (5)模塊化工具 :設(shè)計(jì)人員可以從各種設(shè)計(jì)輸入、處理和較驗(yàn)選項(xiàng)中進(jìn)行選擇從而使設(shè)計(jì)環(huán)境用戶化。 (7)Opencore 特征 :Max+plusⅡ 軟件具有開放核的特點(diǎn)，允許設(shè)計(jì)人員添加自己認(rèn)為有價值的宏函數(shù) [9]。 (2)硬件描述語言輸入（ Text Editor） : Max+PlusⅡ 軟件中有一個集成的文本編輯器 ,該編輯器支持 VHDL,AHDL和 Verilog硬件描述語言的輸入 ,同時還有一個語言模板使輸入程序語言更加方便 ,該軟件可以對這些程序語言進(jìn)行編譯并形成可以下載配置數(shù)據(jù)。 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 (4)管腳（底層）編輯窗口（ Floorplan Editor） ：該窗口用于將已設(shè)計(jì)好邏輯電路的輸入輸出節(jié)點(diǎn)賦予實(shí)際芯片的引腳 ,通過鼠標(biāo)的拖拉，方便的定義管腳的功能。 (6)邏輯綜合與適配 :該軟件在編譯過程中，通過邏輯綜合 (Logic Synthesizer)和適配 (Fitter) 模塊 ,可以把最簡單的邏輯表達(dá)式自動的吻合在合適的器件中。一旦選擇該菜單，在編譯窗口將顯示出醫(yī)生，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊醫(yī)生，該醫(yī)生可以告訴你程序文件的健康情況。 (9)編程文件的產(chǎn)生 :編譯器中的裝配程序 (Assembler)將編譯好的程序創(chuàng)建一個或多個編程目標(biāo)文件： EPROM 配置文件（ *.POF） 例如 ,MAX7000Ｓ 系列 ,SRAM文件（ *.SCF） 例如 ,FLEX8000 系列的配置芯片 EPROM ,JEDEC 文件 (*.JED),十六進(jìn)制文件 (*.HEX),文本文件 (*.TTF),串行 BIT 流文件 (*.SBF)。 (11)分析時間（ Analyze Timing） :該功能可以分析各個信號到輸出端的時間延遲 ,可以給出延遲矩陣和最高工作頻率。 3. Max+plusⅡ 的設(shè)計(jì)流程 （ 1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)備在對可編程邏輯器件的芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先要進(jìn)行方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和器件選擇等設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作。 （ 2）設(shè)計(jì)輸入：設(shè)計(jì)者將所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)或電路以開發(fā)軟件要求的某種形式表現(xiàn)出來，并送入計(jì)算機(jī)的過程稱為設(shè)計(jì)輸入。 1） 原理圖輸入方式 2） 硬件描述語言輸入方式 3） 波形輸入方式 4） 層次化設(shè)計(jì)輸入方式 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 （ 3）項(xiàng)目編譯（設(shè)計(jì)處理）這是器件設(shè)計(jì)中的核心環(huán)節(jié)。 （ 4）仿真和定時分析（項(xiàng)目校驗(yàn)）：設(shè)計(jì)項(xiàng)目的校驗(yàn)包括設(shè)計(jì)項(xiàng)目的仿真（功能仿真）、定時分析兩個部分。所以在器件編程之前應(yīng)進(jìn)行全面模擬檢測和仿真調(diào)試，以確保其設(shè)計(jì)項(xiàng)目在各種可能的情況下正確響