地铁自动售票系统VHDL

通信线路EDA课程项目

--关于VHDL语言模拟地铁售票控制系统设计

项目组负责人：胡弘正通信0903（200985250321）

项目组成员：刘上校通信0903（200985250317）

邹娟通信0901（200985250103）

完成日期：遥遥无期

一、设计要求：

功能描述：用于模仿地铁售票的自动售票，完成地铁售票的核心控制功能。

功能要求：售票机有两个进币孔，一个是输入硬币，一个是输入纸币，硬币的识别范围是5

角和1 元的硬币，纸币的识别范围是1 元、2 元，5 元，10 元。乘客可以连续多次投入钱币。

乘客可以选择的种类为2 元和4 元，乘客一次只能选择一个出站口。购买车票时，乘客先选

择出站名，然后选择所需的票数，再进行投币，投入的钱币达到所需金额时，售票机自动出

票，并找出余额，本次交易结束，等待下一次的交易。在投币期间，乘客可以按取消键取消

本次操作，钱币自动退出。

功能描述：用于模仿地铁售票的自动售票，完成地铁售票的核心控制功能。

功能要求：售票机有两个进币孔，一个是输入硬币，一个是输入纸币，硬币的识别范围是5

角和1 元的硬币，纸币的识别范围是1 元、2 元，5 元，10 元。乘客可以连续多次投入钱币。

乘客可以选择的种类为2 元和4 元，乘客一次只能选择一个出站口。购

买车票时，乘客先选

择出站名，然后选择所需的票数，再进行投币，投入的钱币达到所需金额时，售票机自动出

票，并找出余额，本次交易结束，等待下一次的交易。在投币期间，乘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．买车票时，乘客按“开始选择”按钮，接着选择出站口接着选择购票数量（根据提示，一次购票数限制在3张以内）；然后按“开始投币”按钮，投入钱币；当投入的钱币达到所需金额时，售票机自动出票，并找出余额。考虑到控制整个售票机的物理体积，余额将全部采用5角硬币的形式找出。

2．选择出站口或投币过程中，乘客都可以按“取消”按钮取消该次交易。选择出站口的过程中，若按“取消”，则售票机直接回到初始状态；投币过程中，若按“取消”，则售票机将乘客已经投入的钱币全部退出，再回到初始状态。

3．客一次只能选择一个出站口，根据乘坐的站数确定票价。假设乘客购票所在站到终点站共有15站。若乘坐1-8站，则票价为

2元／张；若乘坐9-16站，则票价为4元／张。16个站用长度位4的二进制向量编码表示，即0001表示乘坐1站，0010表示乘坐2站，依次类推，1111表示乘坐15站（到终点站）。

4．票机有2个进币端口。硬币口可识别5角和1元2种硬币，拟用长度为2的一比特热位（one-hot）编码方式表示，即01表示5角，10表示1元。纸币口类似，用长度为4的一比特热位编码方式表示。乘客可以连续多次投入钱币，并且可以以任意顺序投入硬币和纸币。

5．票机设有钱币“暂存杆”，其有3个状态：退币状态、等待状态、进币状态，分别用00、01、10表示。退币状态下，“暂存杆”

将乘客投入的钱币推出；等待状态下，投入的钱币被“暂存杆”

挡住暂存；进币状态下，“暂存杆”将乘客投入的钱币推入售票机内部。

三、系统流程图：

四．系统状态图

五、程序源代码及注释

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;

entity subway is

port(

clk :in std_logic; --系统时钟

select_start :in std_logic; --“开始选择”按钮

insert_start :in std_logic; --“开始投币”按钮

coin :in std_logic_vector(1 downto 0); --硬币入口

note :in std_logic_vector(3 downto 0); --纸币入口

cancel :in std_logic; --“取消”按钮

ticket_stop :in std_logic_vector(3 downto 0); --出站口编号

ticket_account :in std_logic_vector(1 downto 0); --购票张数

money_gate :out std_logic_vector(1 downto 0); --钱币“暂存杆”

ticket_out :out std_logic_vector(4 downto 0); --购买的车票

ticket_gate :out std_logic; --出票口

change_gate :out std_logic --找零口

);

end subway;

architecture behave of subway is

type state_type is (initialize_state,select_state,insert_state,ticket_state,change_state);

--状态变量申明signal state:state_type; --状态信号申明

begin

process(clk)

variable type_temp :std_logic; --记录是否已选择出站口的变量

variable account_temp :std_logic; --记录是否已选择购票张数的变量

variable temp_type :std_logic_vector(4 downto 0); --记录票种的中间变量