基于VHDL的自动售货机的设计与实现

自动售货机实验报告一、设计任务设计一个自动售货饮料机，设每瓶饮料2.5元，投币口有两个，1元硬币（one）或5角硬币（half），每个时刻可以输入其中一种硬币，自动售货机有找零钱功能，oute为出货，outm为找零。二、设计过程1.设计思路：状态定义：s0表示初态，s1表示投入5角，s2表示投入1元，s3表示投入1元5角，s4表示投入2元，s5表示投入2元5角，s6表示投入3元。输入信号：state_outputs(0)表示输入货物，comb_outputs（1）表示找5角硬币，输入信号为1表示投入硬币，输入信号为1表示未投入硬币。输出信号：comb_outputs(0)表示输出货物，comb_outputs（1）表示找5角零钱，输出信号为1表示输出货物或找零，输入信号为0表示不输出货物或找零。根据设计要求分析，得到状态转化图如下图所示，其中状态为s0、S1、S2、S3、S4、S5、S6；输入为state_inputs(0,1);输出为comb_outouts(0,1);输入仅与状态有关，因此将输入写在状态圈内部。S0/00002.设计步骤：（1）创建工程。打开QuartusII，创建一个新的工程并命名。根据实验室条件，选择的芯片为cyclone系列中的EP1C6Q240C8芯片。S1/00S2/00S6/11S5/10S3/00S4/000100010010011001100101100001101001010000000000输入VHDL文本文件。新建文本文件VHDLfile。输入程序并保存。程序如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entityautosellisport(clk,reset:instd_logic;state_inputs:instd_logic_vector(0to1);comb_outputs:outstd_logic_vector(0to1));endautosell;architecturebeofautosellistypefsm_stis(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6);signalcurrent_state,next_state:fsm_st;beginreg:process(reset,clk)beginifreset='1'thencurrent_state=s0;elsifrising_edge(clk)thencurrent_state=next_state;endif;endprocess;com:process(current_state,state_inputs)begincasecurrent_stateiswhens0=comb_outputs=00;ifstate_inputs=00thennext_state=s0;elsifstate_inputs=01thennext_state=s1;elsifstate_inputs=10thennext_state=s2;endif;whens1=comb_outputs=00;ifstate_inputs=00thennext_state=s1;elsifstate_inputs=01thennext_state=s2;elsifstate_inputs=10thennext_state=s3;endif;whens2=comb_outputs=00;ifstate_inputs=00thennext_state=s2;elsifstate_inputs=01thennext_state=s3;elsifstate_inputs=10thennext_state=s4;endif;whens3=comb_outputs=00;ifstate_inputs=00thennext_state=s3;elsifstate_inputs=01thennext_state=s4;elsifstate_inputs=10thennext_state=s5;endif;whens4=comb_outputs=00;ifstate_inputs=00thennext_state=s4;elsifstate_inputs=01thennext_state=s5;elsifstate_inputs=10thennext_state=s6;endif;whens5=comb_outputs=10;ifstate_inputs=00thennext_state=s0;elsifstate_inputs=01thennext_state=s1;elsifstate_inputs=10thennext_state=s2;endif;whens6=comb_outputs=11;ifstate_inputs=00thennext_state=s0;elsifstate_inputs=01thennext_state=s1;elsifstate_inputs=10thennext_state=s2;endif;endcase;endprocess;endbe;（2）编程序。新建VHDLfile。输入程序并保存。（3）编译程序，进行检验，纠错等。（4）制作仿真波形，进行仿真，检查是否有错，功能是否能够实现。（5）下载至芯片。三、实验结论仿真波形如下图所示：四、实验体会经过这次对自动饮料售货机系统的设计，让我对EDA设计有了更一步的认识，同时也对EDA这门课程有了更深入的了解。这次设计让我了解了关于自动饮料售货机的原理与设计理念。对QuartusⅡ软件的运用更加熟练。在摸索该如何设计程序使之当然这个设计存在许多的不足，比如这个设计不能识别纸币，且只能卖一种饮料，数码显示时不能显示当前所投钱的总数而是只显示0、0.5和1元，所以这个设计还需要进一步的修改与完善，在此设计的基础上我们可以加一个键盘让售货机卖更多种类的饮料。另外，我们还更加充分的认识到，EDA这门课程在科学发展中的至关重要性。查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要，我们在设计电路时，遇到很多不理解的东西，有的我们通过查阅参考书弄明白，有的通过网络查到，但由于时间和资料有限我们更多的还是独立思考。相互讨论共同研究也是很重要的，经常出现一些问题，经过和同组同学讨论和资料的查询最终得到了解决。锻炼了我们的团队合作精神及分工合作的能力。