基于fpga的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì)(已修改)

　

【正文】 盼盼電子設(shè)計(jì)網(wǎng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)中文摘要基于FPGA的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要： 隨著我國(guó)商品市場(chǎng)的不斷繁榮和城市現(xiàn)代化程度的不斷提高，自動(dòng)售貨機(jī)也已悄然步入了我國(guó)的大中城市。豐富了中國(guó)的商業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新的自動(dòng)銷售和自助服務(wù)時(shí)代。該課題將以EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。應(yīng)用EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)，以其可減少商品開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本，增加設(shè)計(jì)一次性成功通過(guò)的可能性等優(yōu)點(diǎn)，使自動(dòng)售貨機(jī)可開(kāi)發(fā)性增強(qiáng)，成本降低。該課題包含兩部分：硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和FPGA內(nèi)部電路的編程設(shè)計(jì)。FPGA內(nèi)部電路的編程設(shè)計(jì)采用硬件描述語(yǔ)言（VHDL）對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的功能進(jìn)行描述；選擇ALTERA公司的FPGA芯片為目標(biāo)器件。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)是圍繞所選合適的FPGA器件的硬件電路設(shè)計(jì)。本文介紹了一種基于FPGA的自動(dòng)售貨機(jī)的整體設(shè)計(jì)與工作原理，詳細(xì)闡述了投幣模塊，商品選擇模塊，主控模塊等模塊的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對(duì)所設(shè)計(jì)的FPGA內(nèi)部功能進(jìn)行仿真驗(yàn)證。關(guān)鍵詞： FPGA EDA 自動(dòng)售貨機(jī) VHDL畢業(yè)設(shè)計(jì)外文摘要Title The Design of Vending machine control system based on FPGA AbstractWith the continuously prosperity of china’s modity market and with the rapid develepment of modernization level , vending machines has enterd into large and mediumsized cities quietly ,it enriches china’s mercial industrial structure and creates a new era of automatic selling and subject will acplish the control system of vending machine with EDA it has the advantages of shortening product development cycle,reducing product develepment cost , increasing the possibility of firsttime success and so on,it can enhence the exploitability of aotomatic machinea and lower the costs. The issue consists of two parts： hardware system design and fpga internal circuit design. Fpga internal circuit design uses hardware describe language （ vhdl ） to describe the fuction of vending machine； and fpga chip of ALTERA Corporation is choosen for the target device. Hardware system design is a hardware circuit design that center on the selected appropriate fpga device. and the design of the internal functions of FPGA is simulated.Keywords： FPGA EDA vending machine VHDL 37目 次1 引言……………………………………………………………………………… 2 自動(dòng)售貨機(jī)的歷史………………………………………………………………2 自動(dòng)售貨機(jī)的研究現(xiàn)狀…………………………………………………………3 未來(lái)的發(fā)展和研究方向…………………………………………………………3 本文的章節(jié)安排…………………………………………………………………42 關(guān)鍵技術(shù)………………………………………………………………………… 5 EDA技術(shù)…………………………………………………………………………5 可編輯邏輯器件……………………………………………………………… 5 vhdl描述語(yǔ)言………………………………………………………………… 5 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況……………………………………………………63 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 8 芯片的選擇……………………………………………………………………… 8 時(shí)鐘發(fā)生器……………………………………………………………………… 9 電源電路…………………………………………………………………………10 硬件鍵盤…………………………………………………………………………10 下載驅(qū)動(dòng)器以及存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)…………………………………………………11 顯示器設(shè)計(jì)………………………………………………………………………11 硬件電路圖………………………………………………………………………124 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………12 設(shè)計(jì)思想…………………………………………………………………………13 軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………14結(jié)論……………………………………………………………………………………35參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………36致謝……………………………………………………………………………………37 附錄……………………………………………………………………………………381 引言自動(dòng)售貨機(jī)是能根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨的機(jī)器。自動(dòng)售貨機(jī)是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、方便交易。一般的自動(dòng)售貨機(jī)由錢幣裝置、指示裝置、貯藏售貨裝置等組成。錢幣裝置是售貨機(jī)的核心，其主要功能是確認(rèn)投入錢幣的真?zhèn)危诌x錢幣的種類，計(jì)算金額。如果投入的金額達(dá)到購(gòu)買物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號(hào)，并找出余錢。指示裝置用以指示顧客所選商品的品種。貯藏售貨裝置保存商品，接收出售指示信號(hào)，把顧客選擇的商品送至付貨口。一般售貨機(jī)的錢幣裝置由投幣口、選別裝置、確認(rèn)錢幣真?zhèn)蔚臋z查裝置、計(jì)算金額的計(jì)算裝置和找錢裝置組成。70年代以來(lái)，出現(xiàn)了采用微型計(jì)算機(jī)控制的各種新型自動(dòng)售貨機(jī)和利用信用卡代替錢幣并與計(jì)算機(jī)連接的更大規(guī)模的無(wú)人售貨系統(tǒng)，如無(wú)人自選商場(chǎng)、車站的自動(dòng)售票和檢票系統(tǒng)、銀行的現(xiàn)金自動(dòng)支付機(jī)等。從西歐、北美、日本和韓國(guó)等地區(qū)和國(guó)家的情況來(lái)看,自動(dòng)售貨機(jī)在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪菰絹?lái)越重要的角色。1962年,出現(xiàn)了以自動(dòng)售貨機(jī)為主體的流通領(lǐng)域的革命。到了20世紀(jì)80年代,自動(dòng)售貨機(jī)在美國(guó)和日本被廣泛使用,后逐漸散布世界各地,主要是發(fā)達(dá)國(guó)家。其產(chǎn)品特點(diǎn)是科技含量高；24 小時(shí)服務(wù),售貨便利；無(wú)需專人盯守，省人工,省成本；售貨范圍廣泛；此外還是一種新穎獨(dú)特的廣告媒體。目前,隨著移動(dòng)商務(wù)的發(fā)展，自動(dòng)售貨機(jī)作為一種方便、直觀的移動(dòng)商務(wù)工具,開(kāi)始在全球各地迅速普及和發(fā)展。 自動(dòng)售貨機(jī)的歷史自動(dòng)售貨機(jī)是一種全新的商業(yè)零售形式，20世紀(jì)70年代自日本和歐美發(fā)展起來(lái)。它又被稱為24小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。在日本，70％的罐裝飲料是通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)售出的。全球著名飲料商可口可樂(lè)公司在全世界就布有50萬(wàn)臺(tái)飲料自動(dòng)售貨機(jī)。 在日本全國(guó)各地，共設(shè)有550萬(wàn)臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)（據(jù)1998年的統(tǒng)計(jì)），銷售額達(dá)6兆8969億4887萬(wàn)日元，為世界第一。在售貨機(jī)的顯示屏幕上進(jìn)行操作，輸入商品號(hào)碼和購(gòu)買數(shù)量，并投入錢幣后，商品就會(huì)從取貨口出來(lái)，甚至從食品自動(dòng)售貨機(jī)上還能買到熱呼呼的面條和米飯團(tuán)。雖然日本的自動(dòng)售貨機(jī)總臺(tái)數(shù)低于美國(guó)（據(jù)1997年的統(tǒng)計(jì)為689萬(wàn)臺(tái)），但是，從人口占有數(shù)來(lái)看卻是世界上最高的，美國(guó)平均35人占有一臺(tái)，而日本為23人占有一臺(tái)。 自動(dòng)售貨機(jī)的研究現(xiàn)狀 現(xiàn)在，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過(guò)電話線路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，自動(dòng)售貨機(jī)的開(kāi)發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時(shí)，這種機(jī)型的自動(dòng)售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動(dòng)售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約10－15％的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。 自動(dòng)售貨咖啡機(jī)是一種既可以出冷熱咖啡也可以同時(shí)出奶茶果汁飲料的咖啡飲料自動(dòng)售貨機(jī)，省時(shí)方便快捷。既可以作投資來(lái)使用，也可作為員工福利來(lái)使用。 未來(lái)發(fā)展和研究方向隨著科技的發(fā)展及人們生活水平的提高，自動(dòng)售貨機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展呈現(xiàn)出多元化及個(gè)性化的需求，通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)進(jìn)行自助購(gòu)物正逐漸成為市民的一種新的消費(fèi)時(shí)尚和追求高品質(zhì)生活的需要。傳統(tǒng)的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制核心，不僅需要在輸入輸出接口上做大量的工作，而且系統(tǒng)的抗干擾性也比較差。FPGA 具有可靠性高、編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)如今長(zhǎng)生了基于了一種用FPGA 實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)售貨機(jī)主控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)闡述了基于FPGA的自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了軟件仿真和硬件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明該控制系統(tǒng)是可行的。現(xiàn)在，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過(guò)電話線路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，自動(dòng)售貨機(jī)的開(kāi)發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成