发布时间 : 星期一 文章毕业论文-自动售货机汇总更新完毕开始阅读917375d470fe910ef12d2af90242a8956becaa23
自动售货机控制系统的设计与仿真
3 系统总体方案
3.1 设计要求
? 本文设计的售货机系统中只有一种，价格为13元；
? 可以投入三种不同的货币来购买商品，分别是1元、5元、10元；
? 每次只允许购买一个商品，若想要购买多个商品，则需要重复执行购买操作； ? 售货机的显示器会实时更新显示总共投入的货币的总额；
? 当投入货币后，如果不想购买商品了则可以通过按取消键来退还投入的货币，
否则就按确定键来获取商品；
? 设置两个指示灯，分别是购买指示灯和取消指示灯，当顾客按下确定键后购买
指示灯亮起；若顾客按下取消键，则取消指示灯亮起；
3.2 总体设计
通过分析系统的设计要求以及考虑到系统本身，本文对整个总动售货机系统采用自顶向下的设计方法，自顶向下的设计方法如图所示，采用自顶向下的设计方法的优点是很明显的。由于系统设计从顶层开始，所以在进行设计时就清楚实现整个系统的性能状况。随着设计向下一级进行，系统的性能就能进一步得到细化和表达，并且可以根据个人需要随时修改和调整，缩短了设计周期。
对整个系统的顶层文件进行如下端口设计：
? 输入端口：clk,输入时钟信号；rst，复位信号；C1，投入一张1元货币；C5，
投入一张5元货币；C10，投入一张10元货币；ok_in,确认信号；cancel_in，取消信号。
? 输出端口：led_buy,确认购买指示灯；led_cancel,取消购买指示灯；en_deliver,
出货信号；led1,投入货币总数的个位数（单位是元）；led10,投入货币总数的十位数（单位是元）。
? 内部可读输出端口：RC1,1元退币控制信号；RC5,5元退币控制信号；RC10,10
元退币控制信号。
9
自动售货机控制系统的设计与仿真
端口原理图如图所示：
在确定了整个系统的输入输出端口后，给出自动售货机的系统内部的工作原理: 当系统接收到复位信号后，其他所有的控制信号和标识信号都清空为零，系统处于等待指令的状态。
当系统接收到相关信号输入时，系统开始工作。顾客确定购买商品时，开始投入货币，当投入货币为1元、5元、10元时，将分别产生一个时钟宽度的信号C1、C5、C10。所投入的货币总额会实时计算并通过显示器显示出来。
当顾客确定购买商品并按下确认键的时候，自动售货机会产生一个时钟信号ok_in,而且由led_buy控制的代表确认购买的指示灯会闪烁。如果投入货币的总额大于商品价格时，则送出商品并计算出余额操作退出余额，此时出货指示灯闪烁。如果投入的货币不足以支付商品价格，自动售货机会退还所有货币。
当顾客投入货币又不想购买商品时，就可以通过按下取消键来取消购买，这时系统会产生一个时钟信号cancel_in，同时通过找零控制模块来执行相应操作退还货币。如果确认键或者取消键被按下后，自动售货机会产生一个lock_out_entry内部信号，当发出信号后，所有的操作都是无效的。
当完成所有的操作后，将产生一个clear清除信号，此时所有的信号都会被清除，自动售货机开始等待下一次操作。
整个系统的投币购物流程如图所示：
10
自动售货机控制系统的设计与仿真
将整个系统划分成六个模块，分别是购买余额计算模块、找零控制模块、确认取消模块、总额加和模块、锁定模块和显示模块。各模块的功能：
余额计算模块：当顾客确认购买商品并按下了售货机的确认键后，找零模块就开始计算出应该退还的余额。
找零控制模块：在顾客确定购买商品后执行找零操作，或者是在顾客取消购买后执行退还原款操作。
确认取消模块：顾客在选择购买商品或者取消购买商品后，将输入的确认信号或者取消信号分别转换成单时钟周期的控制信号，并且控制相对应的信号灯的亮和不亮。
总额加和模块：不断的更新并计算售货机收到的总货币数量。
锁定模块：可以按下确认键或者取消键，当其中任意一个键被按下后，整个自动售货机系统的按键的输入都是无效的。
显示模块：通过控制两个显示器（led1和led10）来显示所投入货币的总额。 整个自动售货机的内部工作过程的总体框图如图所示：
对每一个子模块进行VHDL设计，然后对其进行编译，再编译没有错误后，通过编写TestBeach文件来对其进行仿真测试来验证每一个模块的功能是否正确。在顶层文件的
11
自动售货机控制系统的设计与仿真
vhdl程序设计中，通过特定的例化语句将已经设计好的6个子模块进行例化，然后直接对各个模块进行调用，整个顶层程序的设计就是通过调用底层的6个模块来实现的，完成顶层设计后再对整个系统进行仿真测试。
12