數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)-自動(dòng)售貨機(jī)

1、數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告 之簡(jiǎn)易自動(dòng)售貨機(jī)班 級(jí): 姓 名: 班內(nèi)序號(hào): 學(xué) 號(hào): 日 期: 目錄一、任務(wù)要求3二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)41.結(jié)構(gòu)框圖42流程圖5三、波形分析及波形仿真61 主程序82 分頻模塊133 防抖模塊144 點(diǎn)陣模塊155 譯碼模塊166 中心模塊18五、功能說(shuō)明及資源利用情況191.功能說(shuō)明192.資源利用情況20六、實(shí)物結(jié)果20七、故障及問(wèn)題分析21八、總結(jié)和結(jié)論21北京郵電大學(xué) 數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)一、 任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的自動(dòng)售貨機(jī)，能夠完成錢數(shù)處理、找零、顯示、退幣等功能?；疽螅?1 、 用2 個(gè)數(shù)碼管（disp5，disp4）顯示錢數(shù)，以元為單位。用 3 個(gè)按鍵（btn

2、0 ，btn1 ，btn2 ）分別表示一元、五元、十元，每按一次按鍵，增加一次相應(yīng)的錢數(shù)，上限 99元。 2 、 再用3 個(gè)按鍵（btn3 ，btn4 ，btn5 ）分別對(duì)應(yīng) 3 種商品，其中，商品甲售價(jià) 3 元，商品乙售價(jià)8 元、商品丙售價(jià)12 元； 3 、 買東西時(shí)，先輸入錢幣，再按對(duì)應(yīng)的商品鍵。每按一次商品鍵，錢數(shù)要相應(yīng)地減少，同時(shí)有聲光（蜂鳴器或發(fā)光二極管）提示購(gòu)買成功。剩余錢數(shù)大于3 元可繼續(xù)按商品鍵再次購(gòu)買；當(dāng)剩余錢數(shù)少于 3 元時(shí)，表示錢數(shù)的數(shù)碼管 disp5，disp4顯示為零，同時(shí)用數(shù)碼管disp0顯示退出的錢數(shù)。 4 、 買東西時(shí)，按下商品鍵，若輸入的錢數(shù)少于商品的價(jià)格，表

3、示錢數(shù)的數(shù)碼管disp5，disp4 顯示為零，同時(shí)用數(shù)碼管（disp1、disp0）顯示退出的錢數(shù)，并用蜂鳴器或發(fā)光二極管閃爍表示購(gòu)買失敗。 5 、 按下商品鍵時(shí)，用數(shù)碼管 disp2表示當(dāng)前購(gòu)買的商品，1 代表商品甲，2 代表商品乙，3 代表商品丙。 6 、 用btn7 做為退出功能鍵，退出鍵可以隨時(shí)按下，按下后，數(shù)碼管（disp5，disp4）顯示為零，同時(shí)數(shù)碼管（disp1、disp0）顯示退出的錢數(shù)，表示結(jié)束購(gòu)買，錢款全部退出。 提高要求： 1 、 用點(diǎn)陣設(shè)計(jì)顯示投幣動(dòng)畫、出貨動(dòng)畫，購(gòu)買成功/ 失敗動(dòng)畫； 2 、 允許隨時(shí)輸入錢幣，購(gòu)買時(shí)，錢款不足有聲光報(bào)警并等待追加錢幣或選擇別的商

4、品； 3 、 商品數(shù)量管理，有缺貨提示； 4 、 用點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示商品名稱和庫(kù)存數(shù)量等。 5 、 自擬其它功能。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路1結(jié)構(gòu)框圖2. 流程圖三、波形分析及仿真波形數(shù)碼管顯示購(gòu)買投入點(diǎn)陣根據(jù)圖中所示，其中clk為時(shí)鐘信號(hào)，降低分頻級(jí)數(shù)以后進(jìn)行仿真，得到了數(shù)碼管cat位選信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位，隨著按鍵的信號(hào)輸入，去抖以后，得到了干凈的信號(hào)以后，影響了計(jì)數(shù)器，去除了重復(fù)影響的問(wèn)題，對(duì)應(yīng)的按鍵投入了對(duì)應(yīng)的錢幣，同時(shí)改變了數(shù)碼管的輸出，成功購(gòu)買后，點(diǎn)陣上會(huì)顯示T（true），如果購(gòu)買失敗，就顯示F（false），并且自動(dòng)退出了。4、 源程序1、主程序2、分頻模塊（1）小分頻（2）大分頻3、防抖模塊4

5、、點(diǎn)陣模塊5、譯碼模塊6、中心模塊五、功能說(shuō)明及資源利用情況功能說(shuō)明：用btn0、btn1、btn2分別表示輸入1元、5元、10元，數(shù)碼管disp5、disp4表示現(xiàn)有錢數(shù)，當(dāng)按鍵按下后，若總錢數(shù)之和大于99元，則顯示為99并表示不變，不再累加。按鍵btn3、btn4、btn5分別表示購(gòu)買3元、8元、12元的商品，disp2顯示所選分別為一號(hào)二號(hào)以及三號(hào)商品。當(dāng)所投入金額總值大于所選商品價(jià)格時(shí)，點(diǎn)陣圖案出現(xiàn)T的字樣表示購(gòu)買成功，當(dāng)總金額小于商品價(jià)格時(shí)，購(gòu)買失敗，點(diǎn)陣圖案出現(xiàn)F的字樣表示失敗，同時(shí)自動(dòng)退出余錢，disp1、disp0顯示退出錢數(shù)。商品購(gòu)買過(guò)程中可以隨時(shí)投幣，購(gòu)買商品結(jié)束后若余額小

6、于3元也可以繼續(xù)投幣購(gòu)買。隨時(shí)可點(diǎn)按退出鍵btn7，按第一次時(shí)顯示在disp1和disp0處顯示余額，再次點(diǎn)按退出購(gòu)買，同時(shí)找零。資源利用情況：六、實(shí)物結(jié)果七、故障及問(wèn)題分析投入錢幣或者選擇商品時(shí)，少數(shù)幾次出現(xiàn)了按下按鍵后沒有變化的情況，再次點(diǎn)按正常，多次驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)可能是實(shí)驗(yàn)板按鍵不靈敏導(dǎo)致，只要按鍵力度適中，并保證一定的時(shí)間間隔便再無(wú)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)點(diǎn)陣圖案時(shí)有過(guò)更改失敗的時(shí)候，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)編譯下載，最終都能成功，說(shuō)明與代碼的正確與否無(wú)關(guān)，可能是實(shí)驗(yàn)板連接不好，正確連接并完整下載就能正常顯示。八、 總結(jié)和結(jié)論這次的數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)我收獲良多。第一，對(duì)上學(xué)期學(xué)習(xí)的有關(guān)vhdl的相關(guān)知識(shí)進(jìn)

7、行了復(fù)習(xí)，再次接觸了計(jì)數(shù)器、分頻器、譯碼器等代碼的編寫與實(shí)現(xiàn)，對(duì)QUARTUS II這個(gè)軟件有了更深一步的了解，更加熟悉建立工程、代碼編寫、波形仿真、編譯下載等步驟的操作。第二，這次實(shí)驗(yàn)題目的選取完全自主，讓我們自己結(jié)合自身興趣以及能力選取我們想要完成的任務(wù)，我選擇了具有很強(qiáng)現(xiàn)實(shí)意義的自動(dòng)售貨機(jī)，覺得貼近生活的更有興趣完成。首先要進(jìn)行模塊的劃分，我分為了控制模塊，主函數(shù)，兩個(gè)分頻文件，一個(gè)數(shù)碼顯示，一個(gè)點(diǎn)陣顯示，一個(gè)防抖動(dòng)文件，底層文件多便于分類與檢查，而且能更清晰地展示自己的思維。這一次的實(shí)驗(yàn)分為四周，每一周任務(wù)不同，學(xué)到的知識(shí)也不同。第一周進(jìn)行選題以及基礎(chǔ)思路的設(shè)計(jì)，課下便要完成流程圖以及

8、程序框圖的設(shè)計(jì)。第二周要進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)代碼的編寫，按照自己的思路逐一編寫代碼。第三周要檢查波形意味著絕大部分的代碼要完成，基本功能要能實(shí)現(xiàn)。這一周的任務(wù)很重，因?yàn)閺暮?jiǎn)單的思路到具體的實(shí)現(xiàn)需要很多，要花費(fèi)大量的時(shí)間編寫代碼，編譯通過(guò)后還要根據(jù)波形更改代碼，就比如代碼中對(duì)計(jì)數(shù)部分的要求，我多次編譯不過(guò)，邏輯上想通了代碼上實(shí)現(xiàn)不了，花費(fèi)了大量的時(shí)間還請(qǐng)教了別的同學(xué)，最后才更改成功，好不容易編譯成功波形卻又總是不對(duì)，根本不知道從何查起，因?yàn)楹苡锌赡苁沁壿嬌系穆┒?，而且這次的提高要求中隨時(shí)可以輸入錢幣與基本要求里小于三元自動(dòng)退出兩個(gè)要求相矛盾，邏輯上顯得更加混亂，也給代碼的編寫工作添加了更大的困難。值得一提的是防抖動(dòng)部分的添加特別重要。仿真成功后就要進(jìn)行下載，下載時(shí)候遇到的問(wèn)題更多，而且時(shí)間又緊，可調(diào)試時(shí)間有限，周六日兩天開放時(shí)間都去也因人過(guò)多沒有實(shí)驗(yàn)板而縮短了調(diào)試時(shí)間，最后我是找一切能去的時(shí)間去，抓緊一切時(shí)間。下載過(guò)程中的問(wèn)題也是最