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东华理工大学

EDA课程设计报告

课程设计题目：自动售货控制系统设计

学 院 机械与电子工程学院

学生姓名 王 磊

班 级 080612

学 号 ********

指导老师 黄乡生（教授）

2011年6月18日

摘 要

本设计是以现场可编程逻辑器件（FPGA）为核心的自动售货机，利用QuartusII软件编写verilog HDL 硬件描述语言程序以实现自动售货功能。本程序要求能够完成对货物信息的存取，硬币处理，余额计算，取消购物时退款和显示功能。

关键字：FPGA、Verilog HDL、自动售货机、

QuartueII

Abstract

This design is an auto-vending

machine based on field

logic programmavle

devices(FPGA).We use QuartusII to

write procedure in verilog HDL which

is a language to describe

procedure will realize

the function of auto-vending

machine.

Keywords:FPGA、Verilog HDL、

auto-vending machine、QuartueII

一、设计要求

设计一个自动售货控制系统，它能够完成对货物信息的存取，硬币处理余额计算，取消购物时退款和显示等功能。

（1）假定自动售货机可以出售四种货物，每种商品的数量和单价在初始化时设定，并存储在存储器中。

（2）采用模拟开关信号模拟5角和1元硬币购物，并通过按键选择所需商品。

（3）系统能够根据用户输入的硬币，判断累计货物是否足够，当所投硬币累计达到或者超过购买者所选商品价格时，则根据顾客的要求自动售货，并找回剩余的硬币，然后回到初始状态。当所投硬币不够时，则给出提示，并通过一个复位键退回所有硬币，然后回到初始状态。

二、设计提示

系统框图如下：

时钟信号

控按键

RAM

数据设定

译码

投币

数码显示

系统按功能可以分为信号输入、控制器、译码显示等模块。系统的工作过程为：首先由送货员把自动售货机里的每种商品的数量和单价通过set键和sel键置入到存储器中，然后顾客可以通过sel键选择所

需购买的商品，选定之后通过按get键进行购买吗，再按finish键取回照壁，结束此次交易。按get键时，如果所投硬币累计达到或超过购买所选商品价格时，则自动售货机会给出所购商品，如果所投钱数不够，自动售货机不作响应，继续等待顾客的下次操。顾客的下次操作可以继续投币，直到钱数到达所要商品价格才能进行购买，也可以直接按finish键退币。

三、设计思路

这是我自己的设计思路，和指导书上的不太一致，功能也欠缺许多。不过基本功能可以实现。

（1）只有4种商品，故单价不会太高，而投币是5毛和1块。所以可以用枚举的方法把各个价位的可能组成值例举出来，然后每个可能值作为一个状态，进行Case的选择。

（2）每次选择跳转状态后，计算当前总价(price）以及选择商品后的找零(change)。直到状态选择结束。

（3）可以用一个LED灯来提示钱数是否足够不足够则亮灯，作为补充条件。

（4）至于译码显示，前面我将找零和总价都换算成了角数，如35角的price和15角的找零。那怎么显示呢，由于这个开发板没有小数点显示，所以用取余和整除来计算出个位和十位。以上为例：price%10=5；price/10=3；则显示35即为总价格。

（5）其他功能尚未实现，如商品数量的设定。这个可以用一个integer的全局变量表示，用for循环计算 然后打印出i（剩

余数量。还有诸如复位退币，可以用时钟下降沿表示。

（6）程序前须加入分频always语句用于显示稳定。

四、流程图以及信号说明

显示所选商品

开 始

投币

…………

Case语句m1状态

CaseCaseCase语语句句语句m2m3状m15状态态态

计算price,change的值

显示找零以及总价

Case语句m16状态

结束

信号说明：

onr_dollar:1元硬币

Half}_dollar:5角硬币

Change：找零

Yinliao:4种情况，分别为 milk,coffe,water,tea

Price:总价格

Led_warn:提示LED

五、源程序清单

module

autoseller(one_dollar,half_dollar,change,yinliao ,price,rst,clk,led_warn,a,b,c,d,e,f,g);

parameter

m1=4'b0000,m2=4'b0001,m3=4'b0010

,m4=4'b0011,

m5=4'b0100,m6=4'b0101,m7=4'b0101,m8=4'b0111,

m9=4'b1000,m10=4'b1001,m11=4'b1010,

m12=4'b1011,m13=4'b1100,

m14=4'b1101,m15=4'b1110,m16=4'b1111;

//M1没钱投入

//M2投入1个5毛

//M3投入1个1块

//M4投入2个5毛

//M5投入1个1块1个5毛

//M6投入2个1块

//M7投入3个5毛

//M8投入2个5毛1个1块

//M9投入2个1块1个5毛

//M10投入4个5毛

//M11投入5个5毛

//M12投入2个5毛2个1块

//M13投入3个5毛1个1块

//M14投入6个5毛

//M15投入3个1块

//M16投入3个1块1个5毛

input clk,rst,half_dollar,one_dollar;

input [1:0] yinliao;

// water,tea,milk,coffee;

//water 1$

output reg [5:0]price,change;

reg [3:0] state;

output reg led_warn;//错误警告信号

// reg[3:0]a0,b0,c0,d0;

output a,b,c,d,e,f,g;

//tea 2$

//milk 2.5$

//coffee 3$

always@(posedge clk)

begin

if(rst)

begin price=0;change=0;

state=m1;

end

case(state)

m1: begin

if(half_dollar)begin

state<=m2;end

else if(one_dollar)begin

state<=m3;end

else led_warn<=1;

end

m2: begin

if(half_dollar)begin

state<=m4;end

else if(one_dollar) begin

state<=m5;end

else led_warn<=1;

end

m3: begin

if(yinliao==2'b00) begin

price<='d10;change<=0;end

else if(half_dollar) begin

state<=m5;end

else if(one_dollar)begin

state<=m6;end

else led_warn<=1;

end

m4: begin

if(yinliao==2'b00) begin

price<='d10;change<='d0;end

else if(half_dollar) begin

state<=m7;end

else if(one_dollar) begin

state<=m8;end

else led_warn<=1;

end

m5: begin

if(yinliao==2'b00) begin

price<=15;change<='d10;end

else if(half_dollar) begin

state<=m8;end

else if(one_dollar) begin

state<=m9;end

else led_warn<=1;

end

m6: begin

if(yinliao==2'b00) begin

price<='d20;change<='d10;end

else if(yinliao==2'b01) begin

price<='d20;change<='d0;end

else if(half_dollar) begin

state<=m9;end

else if(one_dollar) begin

state<=m15;end

else led_warn<=1;

end

m7: begin

if(yinliao==2'b00) begin

price<='d15;change<='d5;end

else if(half_dollar) begin

state<=m10;end

else if(one_dollar) begin

state<=m13;end

else led_warn<=1;

end

m8: begin

if(yinliao==2'b00) begin

price<='d20;change<='d10;end

else if(yinliao==2'b01)begin

price<='d20;change<='d0;end

else if (half_dollar) begin

state<=m13;end

else if (one_dollar)begin

state<=m12;end

else led_warn<=1;

end

m9: begin

if(yinliao==2'b00)begin

price<='d25;change<='d15;end

else if(yinliao==2'b01) begin

price<='d25;change<='d05;end

else if(yinliao==2'b10) begin

price<='d25;change<='d0;end

else if(half_dollar) begin

state<=m12;end

else if(one_dollar)begin

state<=m16;end

else led_warn<=1;

end

m10: begin if(yinliao==2'b00)

begin price<='d20;change<='d10;end

else if(yinliao==2'b01)begin

price<='d20;change<='d0;end

else if (half_dollar) begin

state<=m11;end

else led_warn<=1;

end

m11: begin

if(yinliao==2'b00)begin

price<='d25;change<='d15;end

else if(yinliao==2'b01)begin

price<='d25;change<='d5;end

else if(yinliao==2'b10)begin

price<='d25;change<='d0;end

else if (half_dollar) begin

state<=m14;end

else led_warn<=1;

end

m12: begin

if(yinliao==2'b00)begin

price<=30;change<='d20;end

else

if(yinliao==2'b01)begin

price<=30;change<='d10;end

else if(yinliao==2'b10)begin

price<=30;change<='d5;end

else if(yinliao==2'b11)begin

price<=30;change<='d0;end

else led_warn<=1;

end

m13: begin

if(yinliao==2'b00)begin

price<='d25;change<='d15;end

else if(yinliao==2'b01)begin

price<='d25;change<='d5;end

else if (yinliao==2'b10)begin

price<='d25;change<=0;end

else led_warn<=1;

end

m14: begin

if(yinliao==2'b00)begin

price<='d30;change<='d20;end

else if(yinliao==2'b01) begin

price<='d30;change<='d10;end

else if(yinliao==2'b10)begin

price<=30;change<='d5;end

else if(yinliao==2'b11)begin

price<=30;change<='d0;end

else led_warn<=1;

end

m15: begin

if(yinliao==2'b00)begin

price<='d30;change<='d20;end

else if(yinliao==2'b01) begin

price<='d30;change<='d10;end

else if(yinliao==2'b10)begin