自动售货机控制系统
自动售货机的控制系统
自动售货机的控制系统
该机接收硬币后能自动送出顾客选择的商品并找零，控制要求如下：（1）该机有三个投币口，可接收1元、5角和1角三种硬币，能自动识别硬币（用按钮代替）。
售货机能通过二个七段数码管显示顾客投入硬币的总额。
（2）该机可提供四种商品：商品A（1.60元）、商品B（1.80元）、商品C（2.00元）、商品D（2.30元），四种商品分别由电动机M1、M2、M3和M4驱动送出。
顾客按下商品选择按钮，如果投入的钱币足够，则对应的电动机旋转，将商品送到设定的位置，行程开关动作，电动机停转，出货区电磁阀打开，送出商品。
（3）该机在送出商品后自动找零，找回的钱币由退币区电磁阀逐一送出。
（4）若顾客投币后又想取消交易，可按下取消按钮，则退出顾客所投的硬币。
输入输出端口分配表。
基于PLC的自动售货机控制系统的设计
基于PLC的自动售货机控制系统的设计一、引言自动售货机作为一种便捷的购物方式，已经深入到人们的日常生活中。
随着科技的发展，自动售货机的功能越来越强大，可以实现多种支付方式、商品种类的丰富以及智能化的控制等。
本文将重点研究基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动售货机控制系统的设计，以满足市场需求和提高自动售货机的性能。
二、PLC控制系统的基本原理1.1 PLC的定义与分类PLC(Programmable Logic Controller)即可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业自动化控制的数字计算机。
它可以根据预先编写的程序，对各种输入信号进行采集、处理和输出，实现对生产过程的自动控制。
根据PLC的工作原理和应用领域，可以将其分为以下几类：(1)离散型PLC:其内部采用晶体管作为基本元件，具有体积小、结构简单、接线少等特点，适用于单机运行和较小规模的控制系统。
(2)连续型PLC:其内部采用电容式或电感式触点作为基本元件，具有较高的可靠性和抗干扰能力，适用于大规模的工业自动化系统。
(3)混合型PLC:结合了离散型和连续型PLC的优点，既具有离散型PLC的结构简单、接线少的特点，又具有连续型PLC的高可靠性和抗干扰能力。
1.2 PLC控制系统的主要组成部分PLC控制系统主要由以下几个部分组成：输入设备、中央处理器(CPU)、存储器、输出设备和通讯接口。
其中，输入设备负责采集外部环境的各种信息，如温度、湿度、压力等；中央处理器负责对采集到的信息进行处理和运算；存储器负责存储程序和数据；输出设备负责将处理后的结果输出到外部设备，如电机、阀门等；通讯接口负责与其他设备进行数据交换和通信。
三、基于PLC的自动售货机控制系统设计2.1 系统需求分析为了满足市场需求，自动售货机控制系统需要具备以下功能：(1)多种支付方式：支持现金、银行卡、移动支付等多种支付方式，方便用户购买商品。
(2)商品种类丰富：提供各类饮料、零食、日用品等商品，满足不同用户的需求。
基于PLC的自动售货机控制系统的设计
基于PLC的自动售货机控制系统的设计自动售货机是一种自动化的货物销售设备，广泛应用于餐厅、便利店等各类商铺。
它能够通过电子支付方式自动售卖商品，并具备库存管理、销售数据统计、远程监控等功能。
为了实现自动售货机的正常运行，需要设计一个基于PLC（可编程逻辑控制器）的控制系统。
首先，我们需要对自动售货机的功能进行分析，确定所需的控制模块。
自动售货机的主要功能包括：1.商品选择与交付：用户通过触摸屏或按键选择商品，机器自动将所选商品交付给用户。
3.库存管理：自动售货机需要准确管理商品的库存，当商品数量不足时，需要提醒操作员补充。
4.销售数据统计：自动售货机需要对商品销售情况进行统计，包括销售数量、销售额等数据。
5.远程监控：自动售货机可以通过网络与远程服务器建立连接，实现远程监控和管理。
基于以上功能，我们可以将PLC的控制系统设计如下：1.输入模块：包括触摸屏、按键等，用于接收用户选择商品、支付方式等输入信息。
2.输出模块：包括商品出货口、屏幕显示等，用于将商品交付给用户，并显示交互信息。
3.电子支付模块：用于连接支付系统，处理用户支付请求，进行实时的支付验证和交易记录。
4.库存管理模块：通过传感器检测商品数量，当商品数量不足时，发出报警信号并提醒操作员补充商品。
5.销售数据统计模块：通过PLC中的计数器功能，统计每个商品的销售数量和销售额，并将数据保存到存储器中。
6.通信模块：用于与远程服务器建立连接，传输销售数据、库存信息等，并接收远程的监控指令。
在设计控制系统时，我们需要考虑到以下几个方面：1.系统的稳定性和可靠性：PLC是一种可靠的工控设备，可以提供稳定的控制功能。
同时，我们需要设置适当的备份机制，确保系统在故障时可以正常运行。
2.用户交互的友好性：通过触摸屏、显示屏等人机界面，提供友好的交互方式，使用户能够方便、快速地选择商品，并了解交易结果。
3.安全性：自动售货机控制系统需要具备一定的安全保障措施，防止恶意攻击和非法操作。
基于PLC自动售货机控制系统设计
基于PLC自动售货机控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和智能化趋势的日益明显，自动售货机作为一种新型的零售模式，正逐渐改变着人们的消费习惯。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的自动售货机控制系统设计，旨在通过自动化和智能化的技术手段，提高售货机的运营效率，优化用户体验，并满足现代零售市场的需求。
本文将对基于PLC的自动售货机控制系统设计进行深入探讨，从系统架构、功能实现、软硬件集成等方面进行全面分析，旨在为相关领域的研究与实践提供有益的参考。
本文将首先介绍自动售货机的发展历程和现状，分析基于PLC的控制系统设计的必要性和优势。
随后，详细阐述控制系统的总体设计方案，包括硬件选型、软件编程、系统网络构建等关键环节。
在此基础上，进一步探讨控制系统的核心功能，如商品识别、交易处理、库存管理、远程监控等，并阐述如何实现这些功能的自动化和智能化。
本文还将关注控制系统的安全性、稳定性和可扩展性等方面的设计考虑，以确保售货机在实际运营中的可靠性和持久性。
通过案例分析或实验验证，对基于PLC的自动售货机控制系统的实际效果进行评估，并提出改进和优化建议，以期为推动自动售货机技术的进一步发展提供有益的借鉴。
二、PLC控制系统设计基础在设计基于PLC的自动售货机控制系统时，理解PLC控制系统的基本原理和设计方法是至关重要的。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程存储器，用于执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或过程。
我们需要明确PLC控制系统的基本构成，这通常包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出模块、电源以及编程设备等。
CPU是PLC的核心，负责执行用户程序，处理数据，以及与其他模块通信。
存储器则用于存储用户程序、数据和工作状态等信息。
输入/输出模块负责与外部设备进行连接，实现数据的输入和输出。
基于PLC自动售货机控制系统设计
基于PLC自动售货机控制系统设计引言自动售货机作为一种便捷的零售方式，已经广泛应用于各种场景，如商场、学校、车站等。
为了提高自动售货机的功能和性能，PLC（可编程逻辑控制器）被引入到控制系统中。
PLC作为一种可编程的电子设备，能够根据预定的程序和逻辑来控制各种设备和过程。
本文将详细介绍基于PLC自动售货机控制系统设计的相关内容。
一、PLC控制系统概述1.1 PLC基本原理PLC是一种用于工业自动化领域的电子设备，它能够根据预定的程序来实现各种控制功能。
其工作原理是通过输入模块接收外部信号，经过处理后通过输出模块输出信号来实现对设备和过程的控制。
1.2 PLC在自动售货机中的应用在传统自动售货机中，通常使用微处理器或嵌入式系统来实现对设备和过程的控制。
然而，这些传统方式存在着功能有限、扩展性差等问题。
而使用PLC作为自动售货机的控制器，则可以克服这些问题，并且具有更好的稳定性和可靠性。
二、PLC自动售货机控制系统设计2.1 系统结构设计PLC自动售货机控制系统的结构主要包括输入模块、处理单元（CPU）、输出模块和外部设备。
其中，输入模块用于接收外部信号，CPU用于处理信号并执行相应的控制程序，输出模块用于输出信号，外部设备包括货道、显示屏等。
2.2 系统功能设计PLC自动售货机控制系统的功能主要包括货道管理、库存管理、支付管理和故障处理等。
其中，货道管理功能用于管理各个货道上商品的存放和取出；库存管理功能用于实时监测商品库存并生成相应的报表；支付管理功能用于接收用户支付信息并完成交易；故障处理功能用于检测设备故障并进行相应的处理。
2.3 系统程序设计PLC自动售货机控制系统的程序设计是实现各个功能的关键。
在程序设计中，需要考虑到各个输入信号和输出信号之间的关系，并编写相应的逻辑代码。
此外，还需要考虑到异常情况下的处理方式，并编写相应代码进行异常处理。
三、PLC自动售货机控制系统实现3.1 硬件实现PLC自动售货机控制系统的硬件实现主要包括PLC设备的选择和配置，输入模块和输出模块的连接，以及外部设备的接入等。
基于PLC的自动售货机控制系统的设计
基于PLC的自动售货机控制系统的设计哎呀，小伙伴们，今天咱们聊聊一个非常有趣的话题——基于PLC的自动售货机控制系统的设计。
你们知道PLC是什么吗？别看我这么高大上，其实就是一种可编程逻辑控制器，它的作用就是帮我们控制那些复杂的机械设备哦！咱们先来聊聊自动售货机的工作原理吧。
你们有没有去过超市或者便利店，看到那些自动售货机，是不是觉得很神奇呢？它们就像是一个个小小的机器人，可以根据我们的需求，快速准确地给我们提供所需的商品。
而这一切，都是靠PLC这个小家伙来实现的哦！那么，PLC是如何控制自动售货机的呢？其实，整个过程可以分为三个部分：1. 用户操作；2. PLC识别和处理；3. 货物出货。
下面，咱们就来详细聊聊这三个部分。
用户操作。
当我们在自动售货机前选择好要购买的商品，然后按下相应的按钮时，PLC就会开始工作了。
它会根据我们的动作，判断我们是想要购买还是退换商品。
这个过程就像是我们在跟PLC打招呼：“嘿，小PLC,我要买个饮料。
”接下来，PLC识别和处理。
PLC会通过摄像头、传感器等设备，实时收集我们的操作信息。
然后，它会根据这些信息，判断我们的意图，并进行相应的处理。
比如，如果我们按下了购买按钮，PLC就会告诉货物出货装置：“嘿，小出货装置，快把饮料给我拿出来！”这个过程就像是PLC在跟出货装置说：“喂，小出货装置，赶紧把饮料给我准备好！”货物出货。
当PLC收到出货装置的信号后，它会立即通知显示屏：“嘿，小显示屏，显示一下‘饮料正在出货’。
”它还会告诉出货装置：“嘿，小出货装置，开始出货吧！”这个过程就像是PLC在跟显示屏和小出货装置说：“好了好了，大家都准备好了吧，开始工作吧！”就这样，经过PLC的巧妙控制，自动售货机就可以根据我们的需求，快速准确地为我们提供所需的商品了。
是不是很厉害呢？不过，你们知道吗？虽然PLC看起来很厉害，但它也有自己的弱点哦。
那就是它的存储容量有限，而且运行速度相对较慢。
基于PLC的自动售货机控制系统设计
基于PLC的自动售货机控制系统设计自动售货机是一种在商场、办公楼、车站等公共场所广泛使用的自动销售设备，它能够提供各种商品的购买服务。
随着科技的发展，自动售货机的功能也不断提升，从最初简单的商品销售到现在的多功能服务。
为了实现自动售货机的高效运行和灵活控制，PLC技术被广泛应用于自动售货机控制系统中。
本文将从系统设计、硬件选型、软件编程等方面对基于PLC的自动售货机控制系统进行深入研究。
一、系统设计1.1 系统功能需求基于PLC的自动售货机控制系统应具备以下功能：商品库存管理、投币找零功能、商品选择和交付功能等。
1.2 系统结构设计基于PLC的自动售货机控制系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括投币器、找零器、显示屏和取物口等设备；软件部分包括程序设计和逻辑控制。
二、硬件选型2.1 PLC选型选择适合自动售货机应用场景的PLC型号，考虑到运行稳定性和扩展性等因素。
2.2 投币器选型选用高精度的投币器，能够准确辨别硬币的面值，并能够自动找零。
2.3 找零器选型找零器应能够根据投入的金额自动计算找零，并确保找零的准确性和速度。
2.4 显示屏选型选择高清晰度、易读性好的显示屏，用于显示商品信息、价格和操作指引等。
2.5 取物口设计设计合理的取物口，确保商品能够顺利交付给用户，并考虑到商品大小和重量等因素。
三、软件编程3.1 程序设计根据系统功能需求，编写相应的程序代码。
程序代码应包括商品库存管理、投币找零功能、商品选择和交付功能等模块。
3.2 逻辑控制通过PLC对硬件设备进行逻辑控制，实现自动售货机各项功能。
例如，通过读取投币器传感器信号来判断用户投入金额是否足够购买商品，并根据判断结果控制找零器进行找零操作。
四、系统测试与优化4.1 系统测试对基于PLC的自动售货机控制系统进行全面测试，包括硬件设备的功能测试和软件程序的功能测试。
4.2 问题分析与优化根据测试结果分析系统存在的问题，并进行相应的优化调整。
自动售货机控制系统的设计
课程设计题目：自动售货机控制系统旳设计目旳与任务：（1）深入掌握MAX+PLUSⅡ软件旳使用措施；（2）会使用VHDL语言设计小型数字电路系统；（3）掌握应用MAX+PLUSⅡ软件设计电路旳流程；（4）掌握自动售货机旳设计措施；（5）会使用GW48试验系统。
内容和规定：设计一种简易旳自动售货机，它可以完毕钱数处理、找零、显示、退币等功能。
（1）用3个键表达3种钱，再用3个键表达3种物品。
（2）用2个数码管显示输入旳钱数，再用2个数码管显示所找旳钱数，以元为单位。
（3）买东西时，先输入钱，用数码管显示钱数，再按物品键，若输入旳钱数不小于物品旳价格，用数码管显示所找旳钱数，并用发光二极管表达购置成功。
（4）若输入旳钱数少于物品旳价格，用数码管显示退出旳钱数，并用发光二极管表达购置失败。
设计内容（原理图以及有关阐明、调试过程、成果）一、系统设计方案根据系统规定，系统旳构成框图如图1所示。
图1 系统构成框图系统按功能可分为分频模块、控制模块和译码输出模块。
（1）分频模块旳作用是获得周期较长旳时钟信号，便于操作，且不会产生按键抖动旳现象。
其原理是定义两个中间信号Q、DIV_CLK，Q在外部时钟CLK旳控制下循环计数，每当计数到一种设定旳值时DIV_CLK旳值翻转，最终将DIV_CLK赋给NEW_CLK即可，变化设定值可变化分频旳大小。
（a2）控制模块是这个系统旳关键模块，它具有判断按键、计算输入钱数总和、计算找零、控制显示四个作用。
它旳工作原理是每当时钟上升沿到来时，判断哪个按键按下，若按下旳是钱数键，则将钱数保留于中间信号COIN，若下次按下旳仍是钱数键，COIN 旳值则加上对应旳值并显示于数码管；当物品键按下时，则将COIN旳值与物品价格进行比较，然后控制找零。
（3）由于钱数也许不小于9，因此译码显示模块旳作用就是将钱数译码后用两个数码管显示，这样以便观测。
根据各个功能模块旳功能并进行整合，可得到一种完整旳自动售货机系统旳整体组装设计原理图，如图2所示。
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电子课程设计——自动售货机控制系统学院：电子信息工程学院专业、班级：通信101501姓名：黄兆凯学号：201015030106指导教师：李东红2012年12月目录一、设计任务与要求 (1)（1）基本要求 (1)（2）提高要求 (1)二、总体框图 (1)（1）设计思路 (1)（2）系统原理 (1)三、器件选择 (2)四、功能模块 (2)（1）功能控制模块 (2)（3）输入信号处理模块 (5)五、总体设计电路说明 (6)（1）系统仿真 (7)（2）硬件验证（操作） (8)六、总结 (9)自动售货机控制系统一、设计任务与要求（1）基本设计要求设计一个模拟自动售货机的逻辑控制电路1、它有两个投币口分别为一元投币口和五角投币口。
2、每次只能投入一枚一元或五角硬币。
3、投入一元五角硬币后机器自动给出一瓶矿泉水。
投入两元硬币后，在给出一瓶矿泉水的同时找回一枚五角的硬币。
(2)提高要求1、增加一个五元投币口和出水数量选择按钮，一个一元的找钱端口。
二、总体框图1、设计思路根据设计要求可以对售货机的基本功能进行确定。
它应该能够区分一元和五角硬币，并且能够对投入的货币进行累加。
当所投币值达到商品售价。
就自动送出商品。
因为题目要求只有一种商品并且其售价为一元五。
根据这一特殊点可设计方案如下：用两个开关分别模拟投入一元和五角硬币时产生的信号，高电平有效。
用两颗LED分别模拟售出商品和找钱信号，灯灭有效。
2、系统原理自动售货机的所有信号均由同步时钟信号clk的正边沿触发。
由于售货机的硬币接受器一般是一个机械设置装置，投币时产生的信号要比同步信号clk要慢得多，一般可持续好几个周期，必须对投币输入信号进行处理，使每一次投币时在clk脉冲周期内只能产生一个脉冲作为功能控制模块的投币驱动信号。
因此可将该系统分为两个模块。
如图一：Shuru SHJ_CTRL（图一）自动售货机控制系统各模块连接图自动售货机控制系统模块之间连接如图一所示，其中“shuru”为投币输入信号处理模块，它是利用D触发器和几个门电路组成的一个简单时序逻辑电路。
主要起到对输入信号进行存储和延时的作用。
其输出信号作为功能控制模块“SHJ_CTRL”的输入驱动信号。
功能控制模块“SHJ_CTRL”则用VHDL语言实现。
它主要起到对输入信号进行分析处理的作用。
是整个系统的核心。
其中，OUT为自动售货机的矿泉水输出信号，ZHAOQIAN为找钱输出信号。
三、器件选择1、装有QuartusII软件的计算机一台。
2、芯片：使用altera公司生产的Cyclone系列芯片，FPGA芯片。
3、EDA实验箱一个。
4、下载接口是数字芯片的下载接口（JTAG）主要用于FPGA芯片的数据下载。
5、拨码开关调用：VGA[3..0]设置为0001，管脚的分配是固定的，其对应管脚是：VGA[0] PIN162VGA[1] PIN161VGA[2] PIN164VGA[3] PIN163四、功能模块1、功能控制模块1）自动售货机控制功能的状态描述取投币信号为输入逻辑变量，投入一枚一元硬币时用A=1表示，未投入时A=0。
投入一枚五角硬币用B=1表示，未投入时B=0。
给出矿泉水和找钱为两个输出变量，分别用Z和Y表示，给出矿泉水时Z=1，不给时Z=0，找回一枚五角硬币时Y=1，不找时Y=0。
根据上面的功能描述，可用三个状态S0，S1，S2表示，未投币前的初始状态为S0，投入五角硬币以后为S1，投入一元硬币后(包括投入一枚一元硬币和投入两枚五角硬币的情况)为S2，再投入一枚五角硬币后电路返回S0，同时输出为Z=1，Y=0；如果投入的是一枚一元硬币，则电路也应能返回S0，同时输出为Z=1，Y=1。
根据上面的分析可得到状态转换图如图二所示。
00/00（图二）状态图2）自动售货机功能控制模块的VHDL实现根据上面所示的状态转换图，用VHDL语言中的CASE_WHEN结构和IF_THEN_ELSE语句实现控制功能，源程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY shj_ctrl IS --实体PORT(A,B:IN STD_LOGIC;clk:IN STD_LOGIC;Z,Y:OUT STD_LOGIC); --器件端口描述END shj_ctrl ;ARCHITECTURE beha OF shj_ctrl IS --结构体TYPE states IS(S0,S1,S2);SIGNAL state:states;SIGNAL X:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); BEGINX<=A&B;PROCESS(x,state)BEGINIF rising_edge(clk) THENCASE state ISWHEN S0=>Z<='0';Y<='0';IF(X="01")THENstate<=s1;ELSIF(X="10")THENstate<=s2;ELSEstate<=s0;END IF;WHEN S1=>Z<='0';Y<='0';IF(X="01")THENstate<=s2;ELSIF(X="10")THENstate<=S0;Z<='1';Y<='0';ELSEstate<=s1;END IF;WHEN S2=>Z<='0';Y<='0';IF(X="01")THENstate<=S0;Z<='1';Y<='0';ELSIF(X="10")THENstate<=s0;Z<='1';Y<='1';ELSEstate<=s2;END IF;END CASE;END IF;END PROCESS;END beha;上面程序中，A、B分别为一元硬币和五角硬币驱动信号，Z为矿泉水输出信号，Y为找钱输出信号。
3) 功能模块仿真（图三）功能模块仿真图说明:当系统输入两个元的该店平时，输出和找钱都输出高电平一。
也就是说，输入两元时，出水、找钱。
2、投币输入信号处理模块投币输入信号的处理电路如图三所示，其中IN_yuan和IN_jiao作为一元硬币和五角硬币的投币输入信号，A和B为相应的输出信号，作为功能控制模块的输入信号，而且A、B输出是在投币输入信号IN_yuan和IN_jiao为高电平1之后的一个周期内被设置为1。
（图四）投币输入信号的处理电路（图五）投币输入电路的仿真图说明：经过仿真结果如图四所示，实现了每次投币后在一个clk周期内只产生一个可靠的脉冲驱动信号。
当元输入为一时，A输出一，当角输出一时，B输出一。
当元和角同时输一时，AB同时输出一。
五、总体设计电路图（图六)顶层电路（图七）管脚分配（1）、系统仿真自动售货机控制系统功能仿真如下：(图八)控制系统功能仿真一说明：当系统YUAN输入端给连个高电平时，输出OUT和ZHAOQIAN分别输出高电平1，也就是说输入两元钱时，输出一瓶水，找五角钱。
（图九）控制系统功能仿真二说明：当系统角输入端给三个高电平1时，输出端OUT输出高电平1，ZHAOQIAN 输出低电平0.也就是说，输入三个五角时，只出水，不着钱。
(2)、硬件验证（操作）1、将程序下载到芯片FPGA2、实物连接1）将IO9/IO10分别到L1/L2上2）CLK 连接板载时钟连接到IO3口上3、进行模拟仿真1）连续两次将IN-YUAN置1，观察结果。
两灯都灭。
2）连续三次将IN-JIAO置1，观察结果。
出水灯灭，找钱灯亮。
3）分别将IN-YUAN，IN-JIAO置1，观察结果。
L1灯灭，L2灯亮。
六、总结这次课程设历时史两个星期，在整整两个多星期的日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多东西，同时不仅可以巩固以前所学的知识，而且学到了很多课本上没有的东西，我认为，在这学期的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
通过这次课程设计，我更加感到理论和实际之间的差异很大。
我也越来越强烈地感到要掌握一门技术，唯一的办法也是最好的办法就是实践。
只有通过实践才能将书本上的知识应用，也只有实践才能发现很多问题，真正掌握知识，学以致用。
虽然遇到的问题很多，但是同时得到很多有用的经验。
这些对于以后的学习和工作都是很有用的。
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