基于PFGA的自动售货机的设计开题报告
东南大学信息科学与工程学院 基于FPGA的自动售货机控制系统
数字系统课程设计--基于FPGA的自动售货机组长：师楠（04010512）组员：徐璇（04010505）一、设计要求：功能描述：用于模拟自动售货机的工作过程，完成自动售货功能。
功能要求：（1）售货机有两个进币孔，可以输入硬币和纸币，售货机有两个进币孔，一个是输入硬币，一个是输入纸币，硬币的识别范围是1 元的硬币，纸币的识别范围是5 元，10 元，20，50 元，100元。
乘客可以连续多次投入钱币。
（2）顾客可以选择的商品种类有16 种，价格分别为1-16 元，顾客可以通过输入商品的编号来实现商品的选择。
即有一个小键盘（0-9 按键）来完成，比如输入15 时要先输入1，再输入5。
（3）顾客选择完商品后，可以选择需要的数量。
然后可以继续选择商品及其数量，每次可以选择最多三个商品。
然后显示出所需金额。
顾客此时可以投币，并且显示已经投币的总币值。
当投币值达到或超过所需币值后，售货机出货，并扣除所需金额，并找出多余金额。
在投币期间，顾客可以按取消键取消本次操作，钱币自动退出。
二、课题分析1）进行购物时，顾客依次选择商品种类和对应的商品数量。
一共有16种商品，编号分别为1-16，顾客通过（0-9按键）小键盘输入商品编号和对应的商品数量。
若顾客继续选择商品则按下“继续购物”按钮，继续选择下一商品的种类和数量。
最多可以选择三种商品，每种商品最多可选择三个。
若在商品选择过程中顾客按下“取消”按钮，则回到初始化状态，顾客重新进行选择。
2）完成选择后，自动售货机显示所需金额，编号1-16的商品价格分别为1-16元。
顾客根据所需金额继续投币，可以连续多次投入1元的硬币和5 元，10 元，20，50 元，100元的纸币。
当投币总额大于所需金额时，自动售货机出货并找出零钱。
若在投币过程中顾客按下“取消”按钮，则自动售货机自动退出顾客已经投入的钱币。
3）根据按键的数值范围（0-9）和商品数量（1-3）的选择范围，设置三个端口，分别用于接收商品编号的个位（4位）、商品编号的十位（4位）、商品数量（2位）。
基于FPGA的自动售货机-课程设计
武汉理工大学《电子线路EDA》课程设计说明书绪论自动售货机（Vending Machine，VEM）是能根据投入的钱币自动付货的机器。
自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。
是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。
能分为三种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机。
它能够在无人操作的情况下根据程序自动地销售商品。
自动售货机不受工作时间及地点限制的特点,使其实现了一种提高营业额的同时又降低了成本的销售模式。
进入21世纪之后，自动售货机的发展进一步加快，智能化的自动售货机正在逐步进入普通民众的生活之中，在未来，自动售货机的发展将会更加迅速，更加智能的自动售货机会让人们的生活更加便利。
VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。
除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。
VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。
在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。
这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。
因此，此次运用VHDL语言来实现一个简易的自动售货机是一个很有意义并且非常有乐趣的课题！关键词：自动售货机 VHDL1 课程设计实验要求1.1 初始条件设计一个自动售货机控制器，具有投币和选择商品等功能。
可出售四种商品，分别为纯净水（2元）、可乐（4.5元）、牛奶（5元）、果汁（5.5元）。
在购买过程中，采取投币方式，只能投入5元、10元或20元三种规格的纸币，且一次只能投入一张纸币。
1.2 要求完成的主要任务1.顾客通过按键选择某种商品后，由数码管显示该商品价格。
顾客投币过程中，数码管显示投币额。
基于FPGA的自动售货机设计
基于FPGA的自动售货机设计
自动售货机最基本的功能就是为顾客提供可供选择的物品并接受付款，然后交付所选物品。
自动售货机还需要具备一些其他的功能，例如在货品数量低于设定值时警报，更新商家的库存信息等。
基于FPGA的自动售货机设计包括以下步骤：
1. 确定自动售货机的物品种类和数量，并选择相应的电机、传感器和显示器等组件。
2. 设计自动售货机的控制电路，包括接口电路、逻辑电路和中央处理器(CPU)等。
其中，FPGA可以作为逻辑电路的核心部件，负责控制整个自动售货机的操作流程。
3. 利用Verilog HDL编写FPGA的逻辑设计，并通过仿真和测试确保正确性和可靠性。
FPGA的逻辑设计应该能够控制电机的旋转、传感器的检测和显示器的显示等操作。
4. 将FPGA的逻辑设计下载到实验板上并测试它的功能和性能。
在测试过程中需要注意电机的工作效率、传感器的准确性和显示器的清晰度等方面的问题。
5. 将整个自动售货机装在一个外壳中，并测试整个系统的可靠性和用户友好性。
在测试过程中需要关注售货机的操作流程、货品存储和取出的方便程度以及付款方式的安全性等方面的问题。
综上所述，基于FPGA的自动售货机设计需要充分考虑到售货机的各个方面，包括物品种类、控制电路、逻辑设计和用户体验等，以提供高质量和可靠性的售货机。
基于FPGA自动售货机
摘要本课题是基于Verilog HDL语言的小型自动售货机。
采用Verilog HDL在ModelsimSE6.2B软件平台进行编译和仿真。
在此次设计中，主要采用有限状态机（FSM）的设计，在投币选货状态和找零状态在这两个状态间进行转移。
从而实现货物的选择、货币运算、出货控制、余额显示以及找零等功能。
该售货机系统能够识别两种硬币，两种纸币。
有五种不同价格的商品可供选择，并且通过显示译码电路，可在LED显示器显示余额，同时具备找零、机器存有硬币不足LED 亮起报警、缺货LED亮起报警等功能。
现代的自动售货机有使用方便快捷，可以全天候24小时工作，占地少，成本低，维护简单等优点，有着广阔的前景。
采用FPGA方式用Verilog HDL硬件描述语言，设计简易的自动售货机，其编程简单，开发周期短，硬件运行速度快，开发成本低，稳定性高等优点。
关键词：自动售货机； Verilog HDL；有限状态机；Modelsim；ABSTRACTThis topic design a simple vending machine is based on the FPGA chip. EP2C35 chip, and DE2 development board for the hardware platform, the use of Verilog HDL to compile and simulation in the Quartus Ⅱ software platform, and through the DE2 development achieve the basic functions of a Si mple vending machine.board by to download code to the chip. In this design,it used of finite state machine (FSM) design, choice of goods state, shipment status and give change coin state in the three inter-state transfer, in order to achieve the choice of goods, monetary operations, the cargo control, features such as display and give change. The vending machine system to identify three kinds of coins, there are five kinds of goods at different prices to choose from, and by showing decoding circuit, in DE2 onboard LED display shows the balance, both functions give change. Modern vending machines are convenient, it can work 24 hours a day, covers an area of small, low cost, simple maintenance, there are broad prospects. Manner with the use of FPGA hardware description language Verilog HDL, design simple vending machine, the programming is simple, short development cycles, fast hardware, the development of low cost, high stability.Key words: vending machines; Verilog HDL; Finite state machine; FPGA; DE2 development board;目录绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 第一章系统方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.1 人机交换界面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.2 系统方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41．2.1 系统方案确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 第二章系统各模块硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.1 DE2开发板介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.2 自动售货机各模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.2.1 自动售货机主体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.2.2 LED显示设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.2.3 货币输入信号设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.2.4 出货显示设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 第三章系统的软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.1 EDA工具软件介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.2 软件设计总方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.3 售货机主芯片程序设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.4 BCD-LED七段数码显示译码器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．173.5 硬币输入信号程序设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．183.6 出货显示程序设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.7 自动售货机各部分组合连接设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 第四章调试及仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214.1 用Quartus Ⅱ完成PFGA设计步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214.2 自动售货机波形仿真结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214.2.1 自动售货机波形仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214.2.2 输入信号处理程序波形仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．234.2.3 BCD-LED七段数码显示译码器波形仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．234.2.4 出货显示译码器波形仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．244.2.5 自动售货机主芯片程序仿真波形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．254.3 下载、仿真及测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25 结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28 附录1（程序源代码）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 附录2（整体设计原理图）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35绪论自动售货机最早出现在二十世纪五、六十年代的西欧，英国是较早实行自动售货机售货的国家之一。
FPGA售卖机
大学实验报告课程名称：数字系统现场集成技术实验项目名称：实验四（自动售货机设计和实现）学院：专业：指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务部制基本要求：该实验为团队协作，2人一个小组。
可以对3种不同种类的货物进行自动售货,价格分别为A=4.00, B=2.50, C=1.00。
售货机可以接受10元,5元,1元三种硬币(即有三种输入信号SY,WY,IY),并且在7段数码管(二位代表元,一位代表角)显示已投入的总钱数,选择货物的输入信号Ia,Ib,Ic,输出指示信号为Sa, Sb ,Sc 分别表示售出相应的货物,同时输出的信号yuan, jiao代表找零，并显示在7段数码管上。
高级要求（可选）：VGA显示3种货物图片及其价格，鼠标点击购买数量（1-9）后显示总价，安规格说明2中的button2-button4输入硬币，VGA显示已投入的总钱数，鼠标点击购买后，显示找零数目，购买物品闪烁，交易完成。
规格说明：∙按一下button1按钮，表示购买货物A，第一个LED灯亮；按两下button1按钮，表示购买货物B，第二个LED灯亮；按三下button1按钮，表示购买货物C，第三个LED灯亮，同时7段数码管显示所要购买货物的价格。
∙LED灯亮后，开始输入硬币。
button2按一下，输入10元，按两下，输入二十元，以此类推；Button3按一下输入5元，按两下输入10元，以此类推；button4按一下输入1元，按两下输入2元，以此类推。
7段数码管显示已投入的总钱数，再次按下button1键，7段数码管显示找零数目，同时指示货物的LED灯熄灭。
∙如果投入的钱币不够就按下button1键确认购买，数码管显示“ER”。
∙本实验使用FPGA板：Sparant6XC6SLX16CSG324C（建project时，需要选择该芯片的型号）。
1、顶层代码：module top(input clk,input rst,input[4:0] btn,output[3:0] an,output[7:0] seg,output[2:0] led);wire clk,rst;wire[7:0] first_seg,second_seg,third_seg; wire[4:0] btn_down;seg_drv v1(.clk(clk),.rst(rst),.first_seg(first_seg),.second_seg(second_seg),.third_seg(third_seg),.an(an),.seg(seg));main v2 (.clk(clk),.rst(rst),.btn_down(btn_down),.first_seg(first_seg),.second_seg(second_seg),.third_seg(third_seg),.led(led));btn_scan v3 (.clk(clk),.rst(rst),.btn(btn),.btn_down(btn_down));Endmodule2、数码管驱动：module seg_drv(input clk,input rst,input[7:0] first_seg,input[7:0] second_seg,input[7:0] third_seg,// input[7:0] forth_seg,output reg[3:0] an,output reg[7:0] seg);localparam[1:0] s0=2'b00,s1=2'b01,s2=2'b10,s3=2'b11;reg[1:0] state;always@(posedge clk,posedge rst)beginif(rst)beginan<=4'b1111;seg<=8'b1111_1111;state<=s0;endelsebegincase(state)s0:beginan<=4'b1110;seg<=first_seg;if(ms_up)state<=s1;elsestate<=state;ends1:beginan<=4'b1101;seg<=second_seg;if(ms_up)state<=s2;elsestate<=state;ends2:beginan<=4'b1011;seg<=third_seg;if(ms_up)state<=s3;elsestate<=state;ends3:beginan<=4'b0111;seg<=8'b1111_1111;if(ms_up)state<=s0;elsestate<=state;endendcaseendendreg[17:0] ms_cnt;reg ms_up;always@(posedge clk,posedge rst)beginif(rst)beginms_cnt<=0;ms_up<=0;endelsebeginif(ms_cnt==200000)beginms_cnt<=0;ms_up<=1;endelsebeginms_cnt<=ms_cnt+1'b1;ms_up<=0;endendendendmodule3、按键扫描与消抖：module btn_scan(input clk,input rst,input[3:0] btn,output reg[3:0] btn_down);localparam[1:0] s0=2'b00,s1=2'b01,s2=2'b10;reg[1:0] state;reg[3:0] btn_reg;always@(posedge clk,posedge rst)beginif(rst)beginbtn_down<=4'b0000;state<=s0;endelsebegincase(state)s0: beginbtn_down<=4'b0000;if(btn)state<=s1;elsestate<=s0;ends1: beginif(cnt_done)beginif(btn)beginstate<=s2;btn_reg<=btn;endelsestate<=s0;endelsestate<=s1;ends2:beginif(btn==4'b0000)beginbtn_down<=btn_reg;state<=s0;endelsebeginbtn_down<=btn_down;state<=s2;endendendcaseendendreg[20:0] cnt;reg cnt_done;always@(posedge clk,posedge rst)beginif(rst)begincnt<=21'b0;cnt_done<=1'b0;endelse if(state==s1)begincnt<=cnt+1'b1;if(cnt==21'd2000000)begincnt<=21'b0;cnt_done<=1'b1;endendelsebegincnt<=21'b0;cnt_done<=1'b0;endendendmodule4、主程序code：module main(input clk,input rst,input[3:0] btn_down,output reg[7:0] first_seg,output reg[7:0] second_seg,output reg[7:0] third_seg,output reg[2:0] led);localparam[2:0] s0=3'b000,s1=3'b001,s2=3'b010,s3=3'b011,s4=3'b100,s5=3'b101;reg[2:0] state;reg[3:0] money0,money1;reg[3:0] price;reg[4:0] change;reg[3:0] change1,change0;always@(posedge clk,posedge rst)beginif(rst)beginled <= 3'b000;money0 <= 0;money1 <= 0;change <= 0;price <= 0;state <= s0;endelsebegincase(state)s0:beginled <= 3'b000;if(btn_down[0] == 1)state <= s1;elsestate <= s0;ends1:beginled <= 3'b100;price <= 1;money0 <= 0;money1 <= 0;change<=0;if(btn_down[0] == 1)state <= s2;else if(btn_down[3:1])state <= s4;elsestate <= s1;ends2:beginled <= 3'b010;price<=2.5;money0 <= 0;money1 <= 0;change <= 0;if(btn_down[0] == 1)state <= s3;else if(btn_down[3:1])state <= s4;elsestate <= s2;ends3:beginled <= 3'b001;price <= 4;money0 <= 0;money1 <= 0;change <= 0;if(btn_down[0] == 1)state <= s1;else if(btn_down[3:1])state <= s4;elsestate <= s3;ends4:begincase(btn_down[3:1])3'b001:money1 <= money1 + 1;3'b010:beginmoney0 = money0 + 5;if(money0 >= 10)beginmoney1 <= money1 + 1;money0 <= money0 - 10;endelsemoney1 <= money1;end3'b100:beginmoney0 <= money0 + 1;if(money0 >= 9)beginmoney1 <= money1 + 1;money0 <= 0;endelsemoney1 <= money1;endendcaseif(btn_down[0] == 1)state <= s5;elsestate<=s4;ends5:beginif((money1*10 + money0)>= price)beginchange <= money1*10 + money0 - price;if(change >= 20)beginchange1 <= 2;change0 <= change - 20;endelse if(change >= 10)beginchange1 <= 1;change0 <= change - 10;endelsebeginchange1 <= 0;change0 <= change;endendelsechange <=5'b01110;if(btn_down[3:0])state <= s0;elsestate<=s5;endendcaseendend//译码always@(posedge clk,posedge rst)beginif(state == s0)beginthird_seg<=8'b0000_0011;second_seg<=8'b0000_0010;first_seg<=8'b0000_0011;endelse if(state == s1)beginthird_seg<=8'b0000_0011;second_seg<=8'b1001_1110;first_seg<=8'b0000_0011;endelse if(state ==s2)beginthird_seg<=8'b0000_0011;second_seg<=8'b0010_0100;first_seg<=8'b0100_1001;endelse if(state ==s3)beginthird_seg<=8'b0000_0011;second_seg<=8'b1001_1000;first_seg<=8'b0000_0011;endelse if(state ==s4)begincase(money0)4'b0000: second_seg<=8'b0000_0010;4'b0001: second_seg<=8'b1001_1110;4'b0010: second_seg<=8'b0010_0100;4'b0011: second_seg<=8'b0000_1100;4'b0100: second_seg<=8'b1001_1000;4'b0101: second_seg<=8'b0100_1000;4'b0110: second_seg<=8'b0100_0000;4'b0111: second_seg<=8'b0001_1110;4'b1000: second_seg<=8'b0000_0000;4'b1001: second_seg<=8'b0000_1000;endcasecase(money1)4'b0000: third_seg<=8'b0000_0011;4'b0001: third_seg<=8'b1001_1111;4'b0010: third_seg<=8'b0010_0101;4'b0011: third_seg<=8'b0000_1101;4'b0100: third_seg<=8'b1001_1001;4'b0101: third_seg<=8'b0100_1001;4'b0110: third_seg<=8'b0100_0001;4'b0111: third_seg<=8'b0001_1111;4'b1000: third_seg<=8'b0000_0001;4'b1001: third_seg<=8'b0000_1001; endcasefirst_seg<=8'b0000_0011;endelse if(state ==s5)beginif(change == 5'b01110)beginthird_seg<=8'b0000_0011;second_seg<=8'b0110_0001;first_seg<=8'b0110_0001;endelsebegincase(change0)4'b0000: second_seg<=8'b0000_0010;4'b0001: second_seg<=8'b1001_1110;4'b0010: second_seg<=8'b0010_0100;4'b0011: second_seg<=8'b0000_1100;4'b0100: second_seg<=8'b1001_1000;4'b0101: second_seg<=8'b0100_1000;4'b0110: second_seg<=8'b0100_0000;4'b0111: second_seg<=8'b0001_1110;4'b1000: second_seg<=8'b0000_0000;4'b1001: second_seg<=8'b0000_1000;4'he:second_seg<=8'b0110_0000;endcasecase(change1)4'b0000: third_seg<=8'b0000_0011;4'b0001: third_seg<=8'b1001_1111;4'b0010: third_seg<=8'b0010_0101;4'b0011: third_seg<=8'b0000_1101;4'b0100: third_seg<=8'b1001_1001;4'b0101: third_seg<=8'b0100_1001;4'b0110: third_seg<=8'b0100_0001;4'b0111: third_seg<=8'b0001_1111;4'b1000: third_seg<=8'b0000_0001;4'b1001: third_seg<=8'b0000_1001;endcaseif(led[1] == 1)first_seg<=8'b0100_1001;elsefirst_seg<=8'b0000_0011;endendendendmodule三、实验结果：买货物2，价格2.5，投币15，找零12.5金币不够显示为错误深圳大学学生实验报告用纸四、实验结论：通过此次实验加深了对数码管驱动以及按键扫描与消抖工作原理的的运用，对各个模块搭建系统也有了新的认识。
基于FPGA自动售货机设计
contents
目录
• 引言 • FPGA基础 • 硬件设计 • 软件设计 • 测试与验证 • 结论与展望
01 引言
背景介绍
自动售货机是一种自助式销售商品的设备，广泛应用于公共 场所，如车站、机场等。随着科技的发展，自动售货机需要 更加智能化和高效化，以满足人们的需求。
感谢您的观看
05 测试与验证
功能测试
1 2
测试所有预设功能是否正常工作
包括商品选择、支付方式选择、找零、出货等功 能。
测试异常情况下的表现
如无币、无货、故障等情况，看自动售货机是否 能够正确处理。
3
测试用户界面
确保用户界面友好，易于操作。
性能测试
测试自动售货机的响应时间
包括从用户操作到机器反应的时间，以及从支付到出货的时间。
库存管理流程
实时监测商品库存，确保商品 充足，并及时进行补货。
商品选择逻辑
商品列表展示
在自动售货机屏幕上显示所有可售商品的列表。
商品选择方式
用户可以通过点击屏幕、触摸屏或使用按钮选择所需商品。
商品选择验证
验证用户选择的商品是否有效，如检查商品是否在库存中。
支付处理逻辑
支付方式选择
提供多种支付方式供用户选择，如现金、刷卡、 扫码等。
FPGA（现场可编程门阵列）是一种可编程逻辑器件，具有高度 的灵活性和可定制性，能够实现各种数字逻辑功能。基于FPGA 的自动售货机设计可以实现对商品的智能化管理和控制，提高 设备的可靠性和效率。
设计目标
设计一个基于FPGA的自动售货 机控制系统，实现商品的智能化
管理和控制。
实现自动售货机的自动化和智能 化，提高设备的可靠性和效率。
基于FPGA设计的自动售货机报告
《FPGA技术》课程报告指导老师：房梦旭姓名：张强班级： 212361 学号： 121802航空电子工程系2014年5月目录一、引言二、语言介绍三、功能要求四、结果与分析讨论五、附录一、引言自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器。
自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。
一般的自动售货机由钱币装置、指示装置、贮藏售货装置等组成。
钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额。
如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。
指示装置用以指示顾客所选商品的品种。
贮藏售货装置保存商品，接收出售指示信号，把顾客选择的商品送至付货口。
一般售货机的钱币装置由投币口、选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找钱装置组成。
从西欧、北美、日本和韩国等地区和国家的情况来看,自动售货机在人们日常生活中扮演越来越重要的角色。
其产品特点是科技含量高；24 小时服务,售货便利；无需专人盯守，省人工,省成本；售货范围广泛；此外还是一种新颖独特的广告媒体。
目前,随着移动商务的发展，自动售货机作为一种方便、直观的移动商务工具,开始在全球各地迅速普及和发展。
二、采用Verilog HDL语言编写硬件描述语言（Hradware Description Language ,HDL)是一种按软件的方式进行数字期间设计的方法。
HDL允许设计者无需逻辑框图便可用精确标示优点：1.缩短了产品从研发到上市的时间；2.在设计转变成最终的硬件实现之前，可以不断地对设计进行验证和测试。
Verilog HDL是一种用于数字逻辑电路设计的硬件描述语言(HDL)，可以用来进行数字电路的仿真验证、时序分析、逻辑综合。
用Verilog HDL描述的电路设计就是该电路的Verilog HDL模型。
Verilog HDL 既是一种行为描述语言也是一种结构描述语言,它的使用比VHDL 广泛。
自动售货机控制系统的设计与实现的开题报告
自动售货机控制系统的设计与实现的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，自动售货机的普及度越来越高，其在生活中的应用越来越广泛。
自动售货机通过射频识别或者扫描二维码的方式识别商品，实现自动化销售。
自动售货机不仅为消费者带来了购物的便利，同时也带动了自动售货机控制系统的发展。
因此，本课题旨在研究自动售货机控制系统的设计与实现，包括系统的硬件设计和软件编程，从而提高自动售货机的智能化程度、减少维护成本，为自动售货机的稳定运行提供技术支持。
二、研究目的本课题的研究目的主要包括以下几个方面：1.设计并实现一种系统性能稳定、结构紧凑、易于维护的自动售货机控制系统。
2.优化自动售货机的硬件结构，使其更加稳定、安全和易于使用。
3.分析自动售货机的工作流程和数据传输机制，编写相应的软件程序，支持自动售货机的智能化管理。
4.测试自动售货机控制系统的稳定性和安全性，优化系统的性能，提高用户的使用体验。
三、研究内容与方法1.自动售货机硬件设计：本课题将针对自动售货机硬件结构设计进行研究，包括主板、显示屏、货道控制芯片、货道传感器、读卡器等组件的选型和布局。
在硬件设计过程中，需要充分考虑系统的稳定性、扩展性和安全性。
2.自动售货机软件编程：本课题将采用C语言和Python语言编写自动售货机控制系统的软件程序，包括货道控制程序、交易系统和监控系统等部分。
软件编程需要充分考虑系统的性能和稳定性，并且具备可扩展性和易维护性。
3.系统测试与优化：本课题将设计测试方案，对自动售货机控制系统的稳定性、用户体验等方面进行全面测试。
根据测试结果，对系统进行优化，提高自动售货机的性能和用户的使用体验。
四、预期成果本课题的预期成果主要包括：1.自动售货机控制系统的设计方案和实现方案。
2.自动售货机硬件结构图和软件程序源代码。
3.自动售货机控制系统的测试报告和优化方案。
4.自动售货机控制系统相关结果的发表和宣传。
五、研究计划1.前期准备阶段：2021年1月-2021年2月。
自动售货机开题报告
自动售货机开题报告自动售货机开题报告引言：自动售货机是一种现代化的商业设备，它能够为人们提供便捷的购物体验。
随着科技的不断进步，自动售货机在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
本文将对自动售货机的背景、发展现状以及未来的趋势进行探讨，旨在了解该行业的发展潜力和创新机会。
1. 背景自动售货机作为一种新兴的商业模式，其起源可以追溯到19世纪末的美国。
最早的自动售货机主要用于出售糖果和烟草等小型商品，随着技术的进步，自动售货机逐渐扩展到更多的商品领域，如饮料、零食、日用品等。
如今，自动售货机已经成为人们生活中不可或缺的一部分，它们可以在各种场所使用，如商场、机场、地铁站等。
2. 发展现状目前，全球自动售货机市场呈现出快速增长的趋势。
根据市场研究机构的数据显示，2019年全球自动售货机市场规模达到了500亿美元，预计到2025年将达到1000亿美元。
这一增长主要受益于以下几个因素：2.1 技术的进步随着物联网、人工智能等技术的发展，自动售货机的功能得到了大幅提升。
现代自动售货机可以通过感应器识别顾客的需求，提供个性化的推荐和服务。
同时，支付方式也得到了创新，除了传统的硬币和纸币支付外，还可以使用手机支付、刷卡等方式进行交易。
2.2 消费习惯的变化随着人们生活水平的提高，他们对购物体验的要求也越来越高。
自动售货机的出现满足了人们随时随地购物的需求，不再局限于传统的实体店面。
此外，自动售货机的24小时营业也为消费者提供了更大的便利。
2.3 无接触交易的需求自动售货机的兴起与当前全球疫情形势密切相关。
在疫情期间，人们对无接触交易的需求日益增长，自动售货机成为了一种安全可靠的购物方式。
无需与他人接触，只需通过触摸屏或扫码即可完成交易，大大减少了感染风险。
3. 未来趋势随着科技的不断进步，自动售货机行业仍然存在着巨大的发展潜力。
以下是未来自动售货机发展的几个趋势：3.1 个性化定制随着人们对个性化商品的需求增加，自动售货机将更加注重提供个性化的商品和服务。
基于FPGA的模拟自动售货机设计
现在EDA技术发展迅猛，应用比较广泛，包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域都有EDA的应用。
目前，EDA技术已在产品设计与制造、教学和科研部门广泛使用，发挥着巨大的作用。
在产品设计与制造方面，EDA技术可实现前期的计算机仿真、系统级模拟及测试环境的仿真、PCB的制作、电路板的焊接、ASIC的设计等。
在教学方面，高校电子类专业的实践教学中，几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA课程。
主要是让学生了解EDA的基本原理和基本概念，掌握描述系统逻辑的方法，使用PLD/FPGA器件进行电子电路课程的模拟仿真实验，并在作毕业设计时从事简单电子系统的设计，既使实验设备或设计出的电子系统具有高可靠性，又经济、快速，容易实现，修改便利，同时可大大提高学生的实践动手能力、创新能力和计算机应用能力，为今后工作打下基础。
作为一个学电子信息专业的学生，我们必须不断地了解更多的新产品信息，这就更加要求我们对EDA有个全面的认识。
本设计系统地介绍了有关编程逻辑器件的基础知识以及相关软件的使用方法，着重讲述了自动售货机的原理以及本次设计的思路和方法。
第一章阐述了EDA技术的发展历史、基本特征以及Altera公司生产的一些产品器件、开发工具等等；并简单介绍了FPGA（Field Programmable Gate Array）的应用，现场可编程门阵列的出现是超大规模集成电路技术和计算机辅助设计技术发展的结果，它允许电路设计者利用基于计算机开发平台，经过设计输入、仿真、测试和校验，直到达预期的效果。
第二章介绍系统方案的设计，其中主要介绍了不同方案的比较，自动售货机的基本功能等。
第三章分析了系统设计的具体模块实现。
第四章阐述自动售货机系统的硬件设计及调试结果。
摘要........................................................................ I I ABSTRACT ..................................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1EDA的发展概述 (1)1.1.1 EDA技术简介 (1)1.1.2 EDA技术的发展概况 (2)1.1.3 EDA技术的基本特征 (2)1.2EDA的FPGA/CPLD开发 (3)1.2.1 FPGA简介 (3)1.2.2 FPGA的基本特点 (3)1.2.3 FPGA的结构及其发展 (4)1.3课题的研究现状及研究意义 (4)1.3.1课题的研究现状 (4)1.3.2课题研究意义 (4)第2章模拟自动售货机系统方案设计 (5)2.1模拟自动售货机的方案比较 (5)2.2软件简介 (5)2.2.1 Quartus II软件简介 (5)2.2.2 VHDL语言简介 (6)2.2.3 VHDL语言的特点 (7)2.2.4 VHDL语言的优点 (7)2.2.5 VHDL语言的基本结构 (8)2.3模拟自动售货机的实现 (8)2.3.1总体系统的设计 (8)2.3.2自动售货机软件组成 (10)第3章模拟自动售货机的模块化处理 (12)3.1各模块组成 (12)3.1.1状态控制模块 (12)3.1.2状态指示模块 (12)3.1.3商品选择模块 (13)3.1.4投币处理模块 (13)3.1.5液晶显示模块 (14)3.1.6声音处理模块 (16)3.2 模拟自动售货机交易仿真图 (17)3.2.1商品选择仿真 (17)3.2.2投币、交易完成仿真 (17)3.2.3投币不足时返回继续投币仿真 (18)3.2.4投币时退出购买、复位仿真 (18)第4章模拟自动售货机的FPGA验证 (20)4.1CYCLONE核心板简介 (20)4.2液晶显示屏简介 (22)4.3接口板简介 (22)4.4硬件引脚绑定 (23)4.5测试结果及分析 (24)第5章结论与展望 (25)5.1结论 (25)5.2展望 (25)致辞 (26)参考文献 (27)第6章附录 (28)附录1设计原理图： (28)附录2接口板PCB版图 (29)附录3设计源程序： (29)2010届电子信息工程专业毕业设计（摘要）摘要本文是基于FPGA芯片设计一个简易模拟自动售货机。
基于FPGA的自动售货机控制系统的设计
基于FPGA的自动售货机控制系统的设计摘要本文旨在设计一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的自动售货机控制系统。
该系统利用FPGA芯片的可编程特性和高性能，能够实现灵活、可靠的自动售货机操作。
本文将详细介绍系统的设计原理、硬件架构和关键功能，并提供实施建议和性能评估。
引言自动售货机已经成为现代社会的常见设备，用于快速、方便地购买商品。
然而，传统的自动售货机控制系统常常受限于固定的硬件结构和有限的功能。
为了提升自动售货机的灵活性和性能，本文提出基于FPGA的控制系统设计。
设计原理基于FPGA的自动售货机控制系统利用FPGA芯片的可编程特性，通过组合逻辑和时序逻辑实现自动售货机的各项功能。
系统将通过外部接口与售货机的硬件部分进行通信，并处理用户输入、商品库存、货币交易等关键操作。
通过FPGA的灵活配置和高速性能，该控制系统能够实现实时响应、精确计算和可靠交互。
硬件架构系统的硬件架构主要包括FPGA芯片、外部接口电路、按钮和显示屏。
FPGA芯片作为核心处理单元，负责运行控制程序和管理系统资源。
外部接口电路用于与售货机硬件部分进行数据传输和控制信号的交互。
按钮和显示屏提供用户与自动售货机进行交互的接口。
关键功能基于FPGA的自动售货机控制系统具备以下关键功能：1. 商品选择和购买：用户可以通过按钮选择所需商品，并进行购买操作。
系统将根据用户选择，实时更新商品库存和计算金额。
2. 货币交易：系统支持不同货币单位的识别和计算。
用户可以通过投币或刷卡等方式完成支付，系统将验证货币的合法性并进行交易处理。
3. 商品库存管理：系统能够实时监测商品库存，并在库存不足时提醒用户或停止销售。
管理员可以通过特定操作进行库存的添加和更新。
4. 故障监测和报警：系统能够监测售货机硬件部分的运行状态，并在故障发生时及时报警或进行相应处理。
实施建议实施基于FPGA的自动售货机控制系统时，可以考虑以下建议：1. 确定系统需求，并合理规划FPGA芯片和外部接口电路的选型和布局。
(完整版)基于FPGA的自动售货机控制系统——开题报告
填写要求1．开题报告只需填写“文献综述”、“研究或解决的问题和拟采用的方法”两部分内容，其他信息由系统自动生成，不需要手工填写。
2．为了与网上任务书兼容及最终打印格式一致，开题报告采用固定格式，如有不适请调整内容以适应表格大小并保持整体美观，切勿轻易改变格式。
3．任务书须用A4纸，小4号字，黑色宋体，行距1.5倍。
4．使用此开题报告模板填写完毕，可直接粘接复制相应的内容到毕业设计网络系统。
内核，一次只能执行一个指令，且基于处理器的系统时刻面临着严格限时的任务相互取占的风险。
而FPGA不使用操作系统，拥有真正的并行执行和专注于每一项任务的确定性硬件，可减少稳定性方面出现问题的可能。
4、长期维护——FPGA芯片是现场可升级的，无需重新设计ASIC所涉及的时间与费用投入。
举例来说，数字通信协议包含了可随时间改变的规范，而基于ASIC的接口可能会造成维护和向前兼容方面的困难。
可重新配置的FPGA芯片能够适应未来需要作出的修改。
随着产品或系统成熟起来，用户无需花费时间重新设计硬件或修改电路板布局就能增强功能。
1.3FPGA实现自动售货机控制系统的基本原理如图1所示，本次设计的售货机是由四个模块组成的，分别为：分频模块、扫描模块、主控模块、显示模块。
图1 自动售货机内部模块分频模块的作用是对外来的时钟信号进行分频以达到自己所需的频率。
扫描模块采用的是实验箱上的4X4矩阵键盘对商品的单价进行手动的输入。
显示模块的作用是对商品的单价、数量以及投币的金额进行显示。
主控模块是自动售货机控制系统的核心模块，主要实现存储商品信息、控制购物进程、处理投币金额、控制商品出货、计算余额以及控制LED灯显示等功能。
其主要分五个步骤来完成：1、信息存储——信息存储是初始设置，对任务所需要的四种商品的价格和数量进行手动的输入并保存，保存完之后系统执行第二个步骤。
2、投币选择——顾客可以投入0.5元、1元、5元、10元四种类型的货币，投币完2.毕业设计任务要研究或解决的问题和拟采用的方法：（1）毕业设计任务要研究或解决的问题研究基于FPGA的自动售货机控制系统问题，要求：①阅读FPGA相关的论文和书籍，系统地了解FPGA相关知识和原理的目的。
基于FPGA的自动售货机控制单元设计
图书分类号：密级：毕业设计(论文) 基于FPGA的自动售货机控制单元设计学生学号学生姓名学院名称专业名称指导教师年月日摘要近年来在随着我国各种大小商品市场快速发展以及城市化不同程度的不断提高，自动售货机已经越来越受到大中城市的青睐，自动售货机在这些大中城市中已经获得了越来越广泛的应用，因此自动售货机的快速发展已经得到了不断的提高和认可，同时自动售货机也极大地丰富了我国的商业产业的结构，是商业结构有了更加丰富的拓展，这样在商业结构中开辟了一种全新的自动自主销售和自动自主服务的时代。
本文将结合大学期间所学的EDA技术实现自动售货机控制系统的设计，应用这种技术实现设计的自动售货机控制系统，将会有效的减小系统的开发周期，同时降低了很多开发成本，因此是一种可行的设计方案和趋势。
该设计在整体设计架构中主要包含两个部分：主要有硬件系统设计部分和FPGA内部电路的编程设计部分。
在FPGA内部电路的编程设计部分主要采用硬件描述语言（Vhdl）对自动售货机的控制系统进行功能描述以及各状态之间的设计。
该设计FPGA硬件部分主要是目前最通用的FPGA之一即ALTERA公司的FPGA芯片为设计目标器件。
该设计中硬件系统设计是围绕系统设计所选合适的FPGA器件的硬件电路进行设计。
本文中将详细介绍了基于FPGA的自动售货机的整体设计方案流程与工作原理及工作状态，在功能叙述中详细阐述了投币选择模块，物品选择模块，主控模块等模块的软件系统设计与实现，在前期设计完成之后对所设计的FPGA内部功能进行功能仿真验证，在确定设计正确无误之后进行下板子测试验证。
关键词FPGA ；EDA；自动售货机；VHDLAbstractWith the continuously prosperity of china’s commodity market and with the rapid develepment of modernization level , vending machines has enterd into large and medium-sized cities quietly ,it enriches china’s commercial industrial structure and creates a new era of automatic selling and self-service.This subject will accomplish the control system of vending machine with EDA technology.Since it has the advantages of shortening product development cycle,reducing product develepment cost , increasing the possibility of first-time success and so on,it can enhence the exploitability of aotomatic machinea and lower the costs.The issue consists of two parts：hardware system design and fpga internal circuit design. Fpga internal circuit design uses hardware describe language （vhdl ）to describe the fuction of vending machine；and fpga chip of ALTERA Corporation is choosen for the target device. Hardware system design is a hardware circuit design that center on the selected appropriate fpga device. and the design of the internal functions of FPGA is simulated.Keywords FPGA EDA Vending Machine VHDL目录第1章绪论 (1)1.1 自动售货机的历史 (1)1.2 自动售货机的研究现状 (1)1.3 未来发展和研究方向 (2)1.4 本文的章节安排 (2)第2章关键技术介绍 (4)2.1 EDA技术............................................................................................. 错误！未定义书签。
基于FPGA的自动售货机设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
(完整word版)基于FPGA的自动售货机控制器设计
大连海事大学毕业论文二○一四年六月基于FPGA的自动售货机控制器设计专业班级：电子信息工程3班姓名：林慧指导老师：严飞信息科学技术学院摘要随着科学技术的迅猛发展、人们生活水平的逐日提高，自动售货机作为自动化商业机械的代表被广泛用于公共场所自动售货，给人们的生活带来了极大的方便.本文介绍的是基于FPGA的自动售货机控制器的软件设计，此自动售货机控制器包含八个大模块：购物模块,定价模块，投币模块,比价模块，计时模块，复位模块，购物显示模块以及数码管显示模块。
投入钱币并通过键盘选择后再经比价处理模块，将对应的出货找零信息通过LED 灯和数码管显示模块反映。
本设计借助于VHDL语言来编程实现八个模块的基本功能,在Quartus II软件中实现模块的设计、编译、综合、优化、仿真直至生成器件之后下载到FPGA目标芯片上。
在ZY11EDA13BE 实验系统中完成自动售货机的功能实现，通过开关、键盘等完成购物请求、投币等操作,通过数码管及指示灯显示系统运行结果，从而可以更清晰地观察到自动售货机的运行情况。
关键词:自动售货机控制器;EDA;FPGA;QuartusII;VHDLABSTRACTWith the rapid development of science and technology as well as people’s living standards rise day by day. As a representative of commercial machinery automation vending ,the vending machine business is widely used in public places ,has bought great convenience to people's lives.This paper describes the software design and hardware design based on FPGA vending machine controller, the vending machine controller module consists mainly of eight modules：shopping module，price module，coin module，timing module, price comparison module, reset module, shopping display module and digital display module. After parity processing module for selected commodity prices and the amount of investment comparison，the corresponding change information delivery through LED lights and the digital display module display.This design using VHDL hardware description language programming to describe the basic function of eight modules。
基于FPGA自动售货机设计
第一层次是行为描述。所谓行为描述，实质 上就是对整个系统的数学模型的描述计过程中存 在的问题。在行为描述阶段，并不真正考虑实际 的操作和算法、用何种方法来实现，而是考虑系 统的结构及其工作的过程是否能够达到系统设计 的要求。
第二层次是RTL方式描述。这一层次成为寄 存器传输描述(又称数据流描述)。如前所述，用 行为方式描述的系统结构的程序，其抽象程度高， 是很难直接映射到具体逻辑元件结构的。想要得 到硬件的具体表现，必须将行为方式描述的 VHDL语言程序改写为RTL方式描述的VHDL语言 程序。也就是说，系统采用RTL方式描述，才能 导出系统的逻辑表达式，才能进行逻辑综合。
五、主要参考文献
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FPGA实验报告 系统设计综合实践 自动售货机
FPGA实验报告系统设计综合实践自动售货机引言本实验报告旨在介绍FPGA实验中关于系统设计综合实践的内容，以及针对自动售货机的设计和实现过程。
本项目的目标是通过FPGA实现一个基本的自动售货机，能够接受货币投入并显示余额，实现商品选择和出货的功能。
设计概述在本项目中，我们使用FPGA作为硬件平台进行实现，采用VHDL语言进行编程。
整个设计主要分为三个模块：货币处理模块、商品选择模块和出货控制模块。
货币处理模块货币处理模块负责接收和处理投入的货币，并显示当前的余额。
具体实现过程如下：1.接收货币输入：使用FPGA板载的GPIO接口连接硬币接收器，将接收到的信息传递给FPGA。
2.处理货币信息：通过计算接收到的货币数量和面额，计算出当前的余额。
3.显示余额：使用FPGA板载的数码管显示当前的余额。
根据计算得到的余额，将其显示在数码管上。
商品选择模块商品选择模块负责接收用户的商品选择，并计算选中商品的价格。
具体实现过程如下：1.接收商品选择：使用FPGA板载的按键输入接口，接收用户按下的相应按键，确定用户选择的商品。
2.计算商品价格：根据用户选择的商品，从预先配置的商品价格表中查找相应的价格。
3.显示选中商品价格：使用FPGA板载的数码管显示选中商品的价格。
根据查找到的价格，将其显示在数码管上。
出货控制模块出货控制模块负责控制商品的出货和相关信息的提示。
具体实现过程如下：1.判断余额是否足够：根据当前余额和选中商品的价格，判断余额是否足够购买商品。
2.控制商品出货：如果余额足够购买商品，则触发相应的出货机构，实现商品的出货。
3.提示用户相关信息：根据出货情况，通过数码管显示相关信息，如余额不足、出货成功等提示。
实验结果经过对上述三个模块的设计和实现，我们成功地完成了自动售货机的基本功能。
在实验过程中，我们选取了几种常见的商品，并配置了相应的价格表。
通过按下相应的按键，用户可以选择购买的商品，并通过投币的方式支付。
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本论文是FPGA的实际应用，需要掌握VHDL语言，能够编写出相关程序。这次课题的选取、实现是可行的。
在加拿大，自动售货机有相当一部分己摒弃投币的方式，而是应用一种具有先进信息功能的纽扣式触摸技术，只要将戴在手上的形似戒指或串在钥匙圈上的信息纽扣与售货机接触一下，交易信息就会准确无误的记录下来并及时发送到信息管理中心进行处理；
在英国，国内的银行和信用机构还专门推出了一种自动售货机卡。人们站在自动售货机002年，英国持有这种卡的人占全国人口的20%以上，由此可见英国自动售货机的普及性和受人们欢迎的程度；
三、研究的基本思路和方法、技术路线、实验方案及可行性分析
本文将用VHDL语言来实现，利用QuartusII强大的编译及仿真能力实现程序的仿真过程，将售货机分按模块分类，利用计数器原理来实现所投放的硬币数量来计费。此计数器将拥有加法功能，减法功能，能实现交换物品和退币功能。本设计将基于Altera公司CycloneⅡ系列SOPC-EP2C35M672模版实现硬件仿真，该硬件能够产生模拟自动售货机的信号，并且具有LCD显示模块，完全能够胜任该设计所需要的功能。
（3）主控制器，各种外设获取的信息加以处理，对于售货机的整个销售流程进行控制；
（4）数据存储功能模块。售货机中的系统配置数据需要通过非易失性存储器进行存储，非易失性数据主要包括机器货物价格，机器配置等；
（5）电机控制动模块。控制器通过电机带动弹簧转动实现货物出售。售货机中供出售的货物放置在托盘上，一台整机装配有5-7个托盘，每个托盘又包含一定数目的货道，每个货道安装一根与电机相连的弹簧，货物即摆放在弹簧的圈之间，控制器就是通过控制电机带动弹簧转动一圈来售货。
第二层次是RTL方式描述。这一层次成为寄存器传输描述(又称数据流描述)。如前所述，用行为方式描述的系统结构的程序，其抽象程度高，是很难直接映射到具体逻辑元件结构的。想要得到硬件的具体表现，必须将行为方式描述的VHDL语言程序改写为RTL方式描述的VHDL语言程序。也就是说，系统采用RTL方式描述，才能导出系统的逻辑表达式，才能进行逻辑综合。
在VHDL语言中，设计的原始语言可以非常简练，经过层层加强后，最终可以形成较为完善的程序。在设计过程中，对系统自上而下分三个层次进行设计：
第一层次是行为描述。所谓行为描述，实质上就是对整个系统的数学模型的描述。一般来说，对系统进行行为描述的仿真来发现设计过程中存在的问题。在行为描述阶段，并不真正考虑实际的操作和算法、用何种方法来实现，而是考虑系统的结构及其工作的过程是否能够达到系统设计的要求。
综上所述，自动售货机必然朝着监控管理智能化、功耗节能化和性能多样化的方向发展。
二、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题
本论文以FPGA为主控制器设计自动售货机，自动售货机作为一种完全独立的售货设备，集接收货币、顾客自选商品、售出商品和找零等功能于一体。其中，包括便于客户操作的人机交互操作模块、货币检测模块、非易失掉电保护存储模块、电机驱动控制模块和主控制电路等等；也包括一些软、硬件抗干扰措施的设计；并且，在机器出现故障的时候，具有一定的自我检测报警功能。
以自动售货机的设计为切入点，研究基于FPGA为核心的自动售货机控制器的软、硬件设计，主要进行了下面几个方面的工作：
（1）人机交互设备。主要用于客户操作、工作人员维护。FPGA与键盘/显示模块采用SPI(Serial Peripheral Interface)通信接口；
（2）通信接口。主要纸币器、硬币器、调货检测系统等通信。控制器的几个最主要的通信对象是纸币器、硬币器、掉货检测子系统等。控制器通过MDB/ICP协议和这些设备进行异步通信，就像在多任务的操作系统中任务的并发性；
毕业设计（论文）开题报告
题目：基于PFGA的自动售货机的设计
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一、研究的现状及其意义
自动售货机是能够根据投入的钱币自动复活的机器，它是商业自动化的常用设备，不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。现代的自动售货机的种类、结构和功能依出售的商品而异。钱币装置是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额。如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。自动售货机自动输出顾客所要的商品。因此，自动售货机在商业，食品行业越来越普及，更方便消费者购买自己所需的商品。使用方便、可靠、节省人力的自动售货机将在社会生活中成为一种趋势。
四、研究计划及进度安排
12月1日开题
1月9日—1月31日实习调研查阅、收集与课题相关资料；
2月1日—3月10日完成控制系统的单元电路设计；
3月10日—4月20日完成控制系统整体设计；
4月20日—5月20日完成论文及打印；
五、指导教师意见：
指导教师：
年 月 日
六、工作小组审查意见：
工作小组组长：
年 月 日
我国自1992年从日本、韩国引进自动售货机并投放市场以来至今己有10余年了，但我国自动售货机发展缓慢，国内虽然也有天津南开戈德等公司专门研发、生产自动售货机，但也存在着研发力量薄弱、研发部门较少、竞争格局形成的不充分等一些非市场因素。到目前为止，仅有10多家研发、制造和运营企业，而且各企业发展极不平衡，其中天津南开戈德集团约占中国自动售货机市场的80%，其它企业处于零敲碎打状态。从技术含量和性能方面来看，我国也和国外有较大的差距。