自动售货机控制模块VHDL程序设计及FPGA实现

作 ＥＥ 的 ｔｒ公 Ａｕ ｏ ｔｏ ， 子 设 计 自动 化 ）技 术 其 优 劣 。 目前 ，ＶＨＤＬ 为 Ｉ Ｅ 工 Ａ ｌ ｅ ａ 司 的 最 新 可 编 程 逻 辑 器 件 ｔ ｍａ ｉ ｎ 电 ａ Ｕ Ｉ ８ ０ ｒ 成 为 电 子 设 计 工 程 师 的 新 宠 。 ＥＤ Ａ 业 标 准 硬 件 描 述 语 言 ，得 到 众 多ＥＤＡ 开 发 工 具 Ｑｕ ｔ Ｓ Ｉ ． ， 实 现 芯 ｔｒ公 ０ 技术 以计算机 为 工具 完成 数字 系统 的 公司 的支持 ，在 电子 工程领域 已经成 片 选 用 Ａｌｅ ａ 司 ＦＬＥＸ１Ｋ系 列 的 逻 辑综 合 、布 局布线 和设 计仿真 等工 为事 实上 通 用 硬 件 描 述 语 言 。 作 。 电路 设 计 者 只 需 要 完 成 对 系 统 功
需 集 中精 力进 行电子 系统 的设计和 性 的硬 币 。另外 设置一 复位 按钮 ， 当复 状 态机的ＶＨＤＬ 表述丰 富多样 ，程 序
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层 次 分 明 ， 构 清 晰 ，易 读 易 懂 ；在 结
ｃ ｍｂ ｏ
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ｏ ｔ ｕｓ ｕ ｐ ｔ表示。ｃ ｍｂ ｏ ｔ ｕｓ０ ｏ ＿ ｕｐ ｔ（） ｓ ｔ＜＝ ０ 一 异 步 复 位 ｔｅ Ｓ； 一 ａ
ＥＰＦＩＫ１ＬＣ８ — ；首先 在计算机上 Ｏ ０ ４４
本 文 采 用 ＶＨＤＬ 为 工 具 描 述 了 完成程 序设 计 、编译及 时序 仿真 ，然 作
能 的 描述 ， 可 以 由计 算机 软 件进 行 就
自动 售 货 机 控 制 模 块 的 逻 辑 控 制 电 后 将 经 过 验 证 的 设 计文 件 下 载 到 选 择
可 以 避 免 这 些 烦 琐 的 过 程 ，直 接 利 用
简单 。ＶＨＤＬ 具有 强大的行为描述 能 动给 出一瓶矿 泉水 ；投入２ 元硬币后 ，
状 态 转 换 图进 行 状 态 机 的描 述 。此
力 ，设 计 者 可 以 不 懂 硬 件 的 结 构 ，只 在给 出一瓶矿 泉水的 同时找 回一 枚５ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 外 ，与 ＶＨ ＤＬ 其 他 描 述 方 式 相 比 ， 的
利 用ＥＤＡＩ 具 可 以 极 大 地 提 高 设 计 效 要 求在投 入硬 币大 于规定 值时送 出饮 试 。 率。 利 用 硬 件 描 述 语 言 编 程 来 表 示 逻辑 器件及 系统 硬件的 功能和 行为 ，
设 计 方 案
料并找零 。 状 态机 Ｖ Ｄ 程 序 设 计 Ｈ Ｌ 有 限 状 态 机 ＦＳ （ ｎ ｔ Ｓｔ ｔ Ｍ Ｆｉ ｉｅ ａｅ
Ｌ ｎ ｕ ｇ ， 高 速集 成 电路 硬 件描 述 ａ ｇ ａ ｅ超
语 言 ） 硬件 描 述语 言 的一 种 ，对 系 品和 找零 。假设每次 只能投入一枚 １ 是 元 表 、简 化 次 态 方 程 等 ，而 利 用 ＶＨＤＬ
统 硬 件 的描 述 功 能 很 强 而 语 法 又 比 较 或 ５ 硬 币 ，投 入 １ ５ 硬 币 后 机 器 自 角 元 角
ＥＬ Ｉ ｉ ｉ ｇ Ｓ Ｆ ｒｓｎ
＿
排错 、修 改和模 块移植 方面 也有其 独 表 示输 出货物 ，ｃ ｍｂ ｏ ｔ ｕ ｓ１表示 ｏ — ｕｐ ｔ（）
到的特点。
ｅ ｇ （ ｋ ＨＥ ｄ ｅｃ ）Ｔ Ｎ ｌ
＿
找５ 角零钱 。输 出信号 为 ｌ 示输 出货 表
一 一
ｃＵ ｒｒｅｎｔ ｓｔ ｅ ＝ｎ ｅｘｔ ｓｔ ｅｌ ａｔ ＜ ａｔ
系 统 处 理 ， 后 得 到 设 计 结 果 ， 且 修 路 ，并 在 ＦＰＧ Ａ上 实 现 。 该 自动 售 货 的可 编程逻 辑器件 中，并在 电子设 计 最 并 改 设计 方案如 同修改软 件一 样方 便 。 机 能 够 根 据 投 入 硬 币 额 度 ，按 预 定 的 自动化 实验 系统 中进行 硬件 模拟和 测
状 态机有摩 尔 （ Ｏ ｅ ＭＯ ｒ ）型和米 物或找零 ，输 出信号为０ 表示不输 出货 立 （ ａｙ Ｍｅ ｌ ）型两种 。Ｍ ｏ ｒ 型状态 物 或不 找 零 。 Ｏｅ 机 的 输 出信 号 只 与 当前 状 态 有 关 ；
根 据 图 ｌ 示 的 状 态 转 换 图 ， 用 所
Ｃｉ ｃ ｔ ｒ ｕｉ Ｈ ａｒ ｄｗ ａｒ ＤＣ Ｃ ｉ ｉ ｅ Ｓ ｒ Ｄｔ Ｏｎ
个投 币孔 ，分 别接 收 １ 元和 ５ 角两种 硬 制 的重要途 径 。传统 的状态 机设 计方
币 ， 两 个 输 出 口 ，分 别输 出 购 买 的 商 法 需 进 行 繁 琐 的 状 态 分 配 、 绘 制 状 态
状 态 转换
是 ＥＤ Ａ设 计 方 法的 一 个 重要 特 征 。
本 文 所 设 计 的 简 易 自动 售 货 机 可 Ｍａ ｈｉ ｅ及其设 计技 术是 实用数字 系 ｃ ｎ）
Ｖ ＬＶｅｙ Ｈｉｈ Ｓ ｅｄ Ｉｔｇ ａｅ 销 售 矿 泉 水 ， 假 设 每 瓶 １ ５ 。 设 两 统 设计 中实现 高效率 、高 可靠逻 辑控 ＨＤ （ ｒ ｇ ｐ ｅ ｎｅ ｒｔｄ ．元
自动售货机控制模块 Ｖ Ｌ程序设计 Ｈ Ｄ 及 Ｆ Ａ实现 Ｐ Ｇ
哈尔滨理工大学 王鹏 陈 亭 邢维东 李敏 北京信息科技大学 闰健
近 年 来 ， 着集 成 电路技 术 的 迅 能优 化 ；具 有方 便的 逻辑仿 真与 调试 位 按钮 按下时 ， 自动售 货机 回到初始 随
猛 发 展 ， 别 是 可 编 程 逻 辑 器 件 的 高 功 能 ，在 设 计 早 期 就 能 查 验 系 统 的 功 状 态 。 特 速发展 ， Ｅ ＤＡ （ ｌｃ ｒ ｎ ｃ Ｅ ｅ ｔｏ ｉ Ｄｅ ｉ ｎ 能 ， 方 便 地 比 较 各 种 方 案 的 可 行 性 及 ｓｇ 开 发 软 件 选 用 功 能 强 大 的