自動售貨機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書</p><p>　　所屬課程名稱 《電子（通信）系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 </p><p>　　題 目 　 自動售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　　　　　 </p><p>　　分 院 　　電 信 分 院 　　 </p><p>　　專業(yè)班

2、級 09級電信綜合班 </p><p>　　學(xué)　　號 </p><p>　　學(xué)生姓名 　 　　　 </p><p>　　指導(dǎo)教師 　 </p&g

3、t;<p>　　2012 年 12 月 28 日 </p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）任 務(wù) 書</p><p>　　專 業(yè) 09通信 班 級 1班 姓名 朱文斌 </p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)（論文）題目 自動售貨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p

4、>　　二、課程設(shè)計(jì)（論文）工作：自 2012 年12 月 17 日起至 2012 年 12 月 28 日止。</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求：</p><p>　　1）設(shè)計(jì)一個自動售貨機(jī)，此機(jī)能出售1元、2元、5元、10元的四種商品。出售哪種商品可有顧客按動相應(yīng)的一個按鍵即可，并同時用數(shù)碼管顯示出此商品的價(jià)格。</p><p>　　2）顧客

5、投入硬幣的錢數(shù)也是有1元、2元、5元、10元四種，但每次只能投入其中的一種硬幣，此操作通過按動相應(yīng)的一個按鍵來模擬，并同時用數(shù)碼管將投幣額顯示出來。</p><p>　　3）顧客投幣后，按一次確認(rèn)鍵，如果投幣額不足時則報(bào)警，報(bào)警時間3秒（可用點(diǎn)陣模擬報(bào)警）。如果投幣額足夠時自動送出貨物（送出的貨物用相應(yīng)不同的指示燈顯示來模擬），同時多余的錢應(yīng)找回，找回的錢數(shù)用數(shù)碼管顯示出來。</p><p&g

6、t;　　4）顧客一旦按動確認(rèn)鍵3秒后，自動售貨機(jī)即可自動恢復(fù)到初始狀態(tài)，此時才允許顧客進(jìn)行下一次購貨操作。</p><p>　　5）售貨機(jī)還應(yīng)具有供商家使用的累加賣貨額的功能，累加的錢數(shù)要用數(shù)碼管顯示，顯示2位即可。此累加器只有商家可以控制清零。</p><p><b>　　目　錄</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求........

7、................2</p><p>　　程序設(shè)計(jì)目的..............................5</p><p>　　程序?qū)崿F(xiàn)思路..............................6</p><p>　　程序清單（或正文）........................8</p><p>　　課程設(shè)

8、計(jì)心得.............................15</p><p>　　參考文獻(xiàn).................................16</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1)設(shè)計(jì)一個自動售貨機(jī)，此機(jī)能出售1元、2元、5元、10元的四種商品。出售哪種商品可有顧客按動相應(yīng)的一個按

9、鍵即可，并同時用數(shù)碼管顯示出此商品的價(jià)格。</p><p>　　2)顧客投入硬幣的錢數(shù)也是有1元、2元、5元、10元四種，但每次只能投入其中的一種硬幣，此操作通過按動相應(yīng)的一個按鍵來模擬，并同時用數(shù)碼管將投幣額顯示出來。</p><p>　　3)顧客投幣后，按一次確認(rèn)鍵，如果投幣額不足時則報(bào)警，報(bào)警時間3秒（可用點(diǎn)陣模擬報(bào)警）。如果投幣額足夠時自動送出貨物（送出的貨物用相應(yīng)不同的指示燈顯示

10、來模擬），同時多余的錢應(yīng)找回，找回的錢數(shù)用數(shù)碼管顯示出來。</p><p>　　4)顧客一旦按動確認(rèn)鍵3秒后，自動售貨機(jī)即可自動恢復(fù)到初始狀態(tài)，此時才允許顧客進(jìn)行下一次購貨操作。</p><p>　　5)售貨機(jī)還應(yīng)具有供商家使用的累加賣貨額的功能，累加的錢數(shù)要用數(shù)碼管顯示，顯示2位即可。此累加器只有商家可以控制清零。</p><p>　　6)此售貨機(jī)要設(shè)有一個由商家

11、控制的整體復(fù)位控制。</p><p>　　第3章程序?qū)崿F(xiàn)思路</p><p>　　3.1此次設(shè)計(jì)的自動售貨機(jī)的功能簡介</p><p>　　基本原理：硬件實(shí)現(xiàn)中，顧客首先按鍵來選擇自己想購買的貨物，自動售貨機(jī)會用數(shù)碼管顯示出來，然后顧客再選擇貨幣種類，自動售貨機(jī)也用數(shù)碼管顯示出來，顧客投幣，自動售貨機(jī)通過貨幣識別器來識別貨幣，顧客按確認(rèn)鍵3s之后，自動售貨機(jī)馬上做

12、出判斷，投入的錢大于價(jià)格，則送出此貨物，并找零，否則就會報(bào)警持續(xù)3s，自動售貨機(jī)自動恢復(fù)初始狀態(tài)等待為下一顧客服務(wù)，同時，它還會為商家做賣貨額累加功能，并且這顯示只能由商家來清零（商家通過整體復(fù)位來清零）</p><p>　　那么，基于硬件電路，軟件來實(shí)現(xiàn)的時候就盡量模仿此按鍵、顯示部分、以及各功能，在本文中用state、state_next、sure、give、clk、reset、goods1、goods2、g

13、oods3、goods4、j、display、profit、i、warning、readya、readyb、readyc、readyd、readye、readyf來實(shí)現(xiàn)模擬，并且這些變量名稱通俗易懂，并且程序已全部給出。</p><p>　　3.2實(shí)現(xiàn)自動售貨機(jī)的功能的設(shè)計(jì)思路</p><p>　　變量選擇：貨物選擇有四種，貨幣選擇有四種，這樣可以用編碼形式設(shè)置成兩位即可，但是考慮到與st

14、ate作為引發(fā)條件，故兩位不夠，為了簡便，本文用四位獨(dú)熱碼編碼方式；設(shè)計(jì)要求三次顯示出貨物選擇、貨幣選擇、找零顯示，當(dāng)然設(shè)置成三個數(shù)碼管肯定可以，但是為來節(jié)約成本，就用一個兩位的數(shù)碼管顯示即可，但此時要求數(shù)碼管時分時使用；賣貨額累加顯示用八位的，以便在硬件中方便用數(shù)碼管顯示（當(dāng)然需要7448顯示譯碼器）；另外售出的貨物用四個數(shù)表示，送出的就為1，此功能與實(shí)際要求中四個不同顏色的指示燈顯示匹配；實(shí)際要求還有說3s，故得引入時鐘信號，但實(shí)現(xiàn)

15、此功能只需要示意即可，用5個時鐘周期示意。</p><p>　　程序構(gòu)建：本文模塊是分步實(shí)現(xiàn)，所以得借助中間變量來引發(fā)下一次操作，一共六步，大概需要六個變量，結(jié)合引發(fā)功能，故用wait語句來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)wait（）中括號內(nèi)的條件滿足則執(zhí)行，否則循環(huán)等待，按照此想法，故每個子模塊中都用到wait語句；另外，此程序明顯要求多路選擇，故用case語句，滿足case（）中對應(yīng)條件，則執(zhí)行對應(yīng)的語句，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能，此過程中還

16、得用到輔助變量，本文可用j來實(shí)現(xiàn)，為case語句結(jié)合使用；當(dāng)然if、else語句少不了；阻塞語句和非阻塞語句使用，他們只有是立即賦值還是等到下一時鐘上升沿來到時再賦值，本文因?yàn)榭紤]到實(shí)時性，故主要用到阻塞賦值。</p><p>　　測試文件生成：本來嚴(yán)格的需要用自動生成測試文件，這樣可靠性更高，但是結(jié)合本文具體設(shè)計(jì)而言，手工寫測試文件足已（程序代碼不是很大），考慮到之前.v文件每個模塊基本上都用到時鐘的上升沿，這

17、個引發(fā)條件就迫使測試文件中state和state_next中一直有效，等到sure按下3s后再清零，這使得硬件實(shí)現(xiàn)中得考慮這問題（用D觸發(fā)器等們實(shí)現(xiàn)鎖存等功能）</p><p><b>　　程序清單或正文</b></p><p><b>　　程序代碼：</b></p><p>　　mescale 1ns/100ps<

18、/p><p>　　module AUTOTELLER( clk,state,state_next,sure,reset,give,goods1,goods2,goods3,goods4,warning,display,profit);</p><p>　　input clk,state,state_next,sure,reset,give;</p><p>　　

19、output goods1,goods2,goods3,goods4,warning,display,profit;</p><p>　　wire clk;</p><p>　　wire reset; </p><p>　　wire sure;</p><p>

20、;　　wire[3:0] state;</p><p>　　wire[3:0] state_next;</p><p>　　wire[3:0] give;</p><p>　　reg[2:0] j;</p><p>　　reg readya;</p><p>　　reg readyb;

21、</p><p>　　reg readyc;</p><p>　　reg readyd;</p><p>　　reg readye;</p><p>　　reg readyf;</p><p>　　integer i;</p><p>　　r

22、eg goods1;</p><p>　　reg goods2;</p><p>　　reg goods3;</p><p>　　reg goods4;</p><p>　　reg warning;</p><p>　　reg[3:0] display;&

23、lt;/p><p>　　reg[7:0] profit; </p><p>　　always @ (posedge clk ) // 商家整體復(fù)位 </p><p>　　if(!reset)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　display=4'b

24、0000;</p><p>　　profit=8'b00000000;</p><p><b>　　j=3'b000;</b></p><p>　　warning=1'b0;</p><p>　　goods1=1'b0;</p><p>　　goods2=1'

25、;b0;</p><p>　　goods3=1'b0;</p><p>　　goods4=1'b0;</p><p>　　readya=1'b0;</p><p>　　readyb=1'b0;</p><p>　　readyc=1'b0;</p><p>

26、　　readyd=1'b0;</p><p>　　readye=1'b0;</p><p>　　readyf=1'b0;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　always @(posedge clk) //顧客貨品選擇模擬以及顯示</p><p&g

27、t;　　if(state!=4'b0000)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　readya<=1'b1;</p><p>　　case(state)</p><p>　　4'b1000: display=4'b0001;</p>&l

28、t;p>　　4'b0100: display=4'b0010;</p><p>　　4'b0010: display=4'b0101;</p><p>　　4'b0001: display=4'b1010;</p><p>　　endcase </p><p><b>

29、;　　end</b></p><p>　　always @ (posedge clk or posedge readya) //顧客貨幣選擇以及顯示</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　wait(readya)</p><p>　　begin

30、 </p><p>　　case(state_next)</p><p>　　4'b1000: begin</p><p>　　display=4'b0001;</p><p><b>　　j=3'b001;</b></p><p>　　readyb=1'b1;&l

31、t;/p><p><b>　　end</b></p><p>　　4'b0100: begin</p><p>　　display=4'b0010;</p><p><b>　　j=3'b010;</b></p><p>　　readyb=1'b1

32、;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　4'b0010: begin</p><p>　　display=4'b0101;</p><p><b>　　j=3'b011;</b></p><p>　　readyb=1'

33、;b1;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　4'b0001: begin</p><p>　　display=4'b1010;</p><p><b>　　j=3'b100;</b></p><p>　　readyb=1&

34、#39;b1;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　default: begin</p><p>　　display=4'b0000;</p><p><b>　　j=3'b000;</b></p><p>　　readyb=1&#

35、39;b0;</p><p>　　end </p><p><b>　　endcase</b></p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　end </b></p><p>　　a

36、lways @(posedge clk or posedge readyb ) //投入貨幣不足引起警告準(zhǔn)備找零顯示</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　wait(readyb)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　readya=1&#

37、39;b0;</p><p><b>　　if(sure)</b></p><p><b>　　begin</b></p><p>　　readyc=1'b1;</p><p>　　if(give<display)</p><p><b>　　begi

38、n</b></p><p><b>　　i=5;</b></p><p>　　readyd=1'b1;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　b

39、egin</b></p><p>　　display=give-display;</p><p>　　readye=1'b1; </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end&l

40、t;/b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　always @ (posedge clk) //貨物送出及商家賣貨額累加顯示</p><p><b>　　begin</b></p>

41、<p>　　wait(readye)</p><p><b>　　begin</b></p><p><b>　　case(j)</b></p><p>　　3'b001: begin</p><p>　　goods1=1'b1;</p><p>　

42、　profit=profit+8'b00000001; </p><p><b>　　end</b></p><p>　　3'b010: begin</p><p>　　goods2=1'b1;</p><p>　　profit=profit+8

43、'b00000010; </p><p><b>　　end</b></p><p>　　3'b011: begin</p><p>　　goods3=1'b1;</p><p>　　profit=profit+8'b00000101

44、; </p><p><b>　　end</b></p><p>　　3'b100: begin</p><p>　　goods4=1'b1;</p><p>　　profit=profit+8'b00001010;

45、 </p><p><b>　　end</b></p><p>　　endcase </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　always @

46、(posedge clk ) //3s警告或者是按鍵3s后自動復(fù)位準(zhǔn)備下一位顧客操作</p><p><b>　　begin </b></p><p>　　wait(readyc)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　readyb=1'b0;

47、 </p><p><b>　　if(i>=1)</b></p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if(readyd)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　

48、warning<=1'b1;</p><p><b>　　i=i-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　i=i+0;</b></p>

49、<p><b>　　end</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　begin</b></p><p>　　readyd=1'b0;</p><p>　　readyc=1'b0;</p><

50、p>　　readyf=1'b1;</p><p>　　warning=1'b0;</p><p>　　goods1=1'b0;</p><p>　　goods2=1'b0;</p><p>　　goods3=1'b0;</p><p>　　goods4=1'b0;&

51、lt;/p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end </b></p><p>　　always @ (posedge clk)</p><p><b>　　begin&l

52、t;/b></p><p>　　wait(readyf)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　readye=1'b0;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　end </p>

53、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，我對Verilog HDL語言有了更深刻的了解，能夠比較靈活地運(yùn)用它來實(shí)現(xiàn)我們所想要要其實(shí)現(xiàn)的功能。在實(shí)驗(yàn)中，我也遇到了很多挫折，不過我都和同伴一一克服了，大家齊心協(xié)力解決了問題，使我明白了和他人共同合作的重要性。在以后的道路上我們也必須深刻認(rèn)識到團(tuán)隊(duì)合作的精神，投入今后的發(fā)展之中。</p&g

54、t;<p>　　成功就是在不斷摸索著前進(jìn)中實(shí)現(xiàn)的，遇到問題我們不能灰心、煩躁，甚至放棄，而要靜下心來仔細(xì)思考，分部檢查，找出最終的原因進(jìn)行改正，這樣才會有進(jìn)步，才會一步步向自己的目標(biāo)靠近，才會取得自己所要追求的成功。</p><p>　　第6章　參考文獻(xiàn)（資料）</p><p>　　[1] 夏宇聞 編著 《Verilog數(shù)字系統(tǒng)教程》 北京航空航天出版社</p>