基于VHDL的自动售货机的设计与实现

基于V H D L的自动售货机的设计与实现
This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
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。

2.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。

00
输入VHDL文本文件。

新建文本文件VHDL file。

输入程序并保存。

程序如下：library ieee;
use autosell is
port(clk,reset :in std_logic;
state_inputs:in std_logic_vector(0 to 1);
comb_outputs:out std_logic_vector(0 to 1));
end autosell;
architecture be of autosell is
type fsm_st is(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6);
signal current_state,next_state:fsm_st;
begin
reg:process(reset,clk)
begin
if reset='1'then current_state<=s0;
elsif rising_edge(clk)then
current_state<=next_state;
end if;
end process;
com:process(current_state,state_inputs)
begin
case current_state is
when s0=>comb_outputs<="00";
if
state_inputs="00" then next_state<=s0;
elsif state_inputs="01" then next_state<=s1;
elsif state_inputs="10" then next_state<=s2; end if;
when s1=>comb_outputs<="00";
if
state_inputs="00" then next_state<=s1;
elsif state_inputs="01" then next_state<=s2;
elsif state_inputs="10" then next_state<=s3;
end if;
when s2=>comb_outputs<="00";
if
state_inputs="00" then next_state<=s2;
elsif state_inputs="01" then next_state<=s3;
elsif state_inputs="10" then next_state<=s4; end if;
when s3=>comb_outputs<="00";
if
state_inputs="00" then next_state<=s3;
elsif state_inputs="01" then next_state<=s4;
elsif state_inputs="10" then next_state<=s5; end if;
when s4=>comb_outputs<="00";
if
state_inputs="00" then next_state<=s4;
elsif state_inputs="01" then next_state<=s5;
elsif state_inputs="10" then next_state<=s6;
end if;
when s5=>comb_outputs<="10";
if
state_inputs="00" then next_state<=s0;
elsif state_inputs="01" then next_state<=s1;
elsif state_inputs="10" then next_state<=s2;
end if;
when s6=>comb_outputs<="11";
if
state_inputs="00" then next_state<=s0;
elsif state_inputs="01" then next_state<=s1;
elsif state_inputs="10" then next_state<=s2; end if;
end case;
end process;
end be;
（2）编程序。

新建VHDL file。

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Quartus Ⅱ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、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。