基于FPGA的地铁自动售票机系统设计
EDA课程设计--基于FPGA的自动售票机设计
湖南工程学院
课程设计
课程名称EDA课程设计
课题名称基于FPGA的自动售票机设计
专业电子科学与技术
班级
学号
姓名
指导教师李延平
2014 年12 月19 日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称EDA课程设计
课题基于FPGA的自动售票机设计
专业班级电子科学技术
学生姓名
学号
指导老师李延平
审批
任务书下达日期2014 年12 月8 日任务完成日期2013 年12 月19 日
图1自动售邮票机系统框图
电气信息学院课程设计评分表
指导教师签名：________________
日期：________________
注：①表中标*号项目是硬件整理或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。
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基于FPGA的自动售货机控制系统的设计
基于FPGA的自动售货机控制系统的设计摘要本文旨在设计一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的自动售货机控制系统。
该系统利用FPGA芯片的可编程特性和高性能，能够实现灵活、可靠的自动售货机操作。
本文将详细介绍系统的设计原理、硬件架构和关键功能，并提供实施建议和性能评估。
引言自动售货机已经成为现代社会的常见设备，用于快速、方便地购买商品。
然而，传统的自动售货机控制系统常常受限于固定的硬件结构和有限的功能。
为了提升自动售货机的灵活性和性能，本文提出基于FPGA的控制系统设计。
设计原理基于FPGA的自动售货机控制系统利用FPGA芯片的可编程特性，通过组合逻辑和时序逻辑实现自动售货机的各项功能。
系统将通过外部接口与售货机的硬件部分进行通信，并处理用户输入、商品库存、货币交易等关键操作。
通过FPGA的灵活配置和高速性能，该控制系统能够实现实时响应、精确计算和可靠交互。
硬件架构系统的硬件架构主要包括FPGA芯片、外部接口电路、按钮和显示屏。
FPGA芯片作为核心处理单元，负责运行控制程序和管理系统资源。
外部接口电路用于与售货机硬件部分进行数据传输和控制信号的交互。
按钮和显示屏提供用户与自动售货机进行交互的接口。
关键功能基于FPGA的自动售货机控制系统具备以下关键功能：1. 商品选择和购买：用户可以通过按钮选择所需商品，并进行购买操作。
系统将根据用户选择，实时更新商品库存和计算金额。
2. 货币交易：系统支持不同货币单位的识别和计算。
用户可以通过投币或刷卡等方式完成支付，系统将验证货币的合法性并进行交易处理。
3. 商品库存管理：系统能够实时监测商品库存，并在库存不足时提醒用户或停止销售。
管理员可以通过特定操作进行库存的添加和更新。
4. 故障监测和报警：系统能够监测售货机硬件部分的运行状态，并在故障发生时及时报警或进行相应处理。
实施建议实施基于FPGA的自动售货机控制系统时，可以考虑以下建议：1. 确定系统需求，并合理规划FPGA芯片和外部接口电路的选型和布局。
基于FPGA的自动售货机-课程设计
武汉理工大学《电子线路EDA》课程设计说明书绪论自动售货机（Vending Machine，VEM）是能根据投入的钱币自动付货的机器。
自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。
是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。
能分为三种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机。
它能够在无人操作的情况下根据程序自动地销售商品。
自动售货机不受工作时间及地点限制的特点,使其实现了一种提高营业额的同时又降低了成本的销售模式。
进入21世纪之后，自动售货机的发展进一步加快，智能化的自动售货机正在逐步进入普通民众的生活之中，在未来，自动售货机的发展将会更加迅速，更加智能的自动售货机会让人们的生活更加便利。
VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。
除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。
VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。
在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。
这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。
因此，此次运用VHDL语言来实现一个简易的自动售货机是一个很有意义并且非常有乐趣的课题！关键词：自动售货机 VHDL1 课程设计实验要求1.1 初始条件设计一个自动售货机控制器，具有投币和选择商品等功能。
可出售四种商品，分别为纯净水（2元）、可乐（4.5元）、牛奶（5元）、果汁（5.5元）。
在购买过程中，采取投币方式，只能投入5元、10元或20元三种规格的纸币，且一次只能投入一张纸币。
1.2 要求完成的主要任务1.顾客通过按键选择某种商品后，由数码管显示该商品价格。
顾客投币过程中，数码管显示投币额。
基于fpga地铁售票系统课程设计
基于fpga地铁售票系统课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习FPGA地铁售票系统的设计与实现，使学生掌握数字电路设计的基本原理和方法，熟悉FPGA芯片的使用和编程，具备分析和解决实际问题的能力。
知识目标：使学生了解FPGA地铁售票系统的硬件结构和软件设计，掌握数字电路的设计方法和FPGA编程技术。
技能目标：培养学生利用FPGA芯片设计和实现地铁售票系统的实际操作能力，提高学生的创新能力和实践能力。
情感态度价值观目标：培养学生对新技术的敏感性和好奇心，增强学生对科技创新的认同感和责任感，激发学生对所学专业的热爱和敬业精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.FPGA地铁售票系统的硬件结构：介绍FPGA芯片的基本特性，地铁售票系统的硬件组成及其功能。
2.数字电路设计方法：讲解数字电路的设计原理，包括组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法和步骤。
3.FPGA编程技术：介绍FPGA芯片的编程语言和编程方法，使学生能够熟练地编写和烧录FPGA程序。
4.地铁售票系统的软件设计：讲解地铁售票系统的软件设计方法，包括界面设计、数据库设计和算法设计等。
5.metro售票系统的测试与验证：介绍地铁售票系统的测试方法，使学生能够对设计的系统进行有效的测试和验证。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解FPGA地铁售票系统的硬件结构、数字电路设计方法、FPGA编程技术等基本知识，使学生掌握相关理论。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生了解FPGA地铁售票系统的实际应用，提高学生的实践能力。
3.实验法：安排实验室实践环节，使学生能够动手操作，培养学生的实际操作能力。
4.小组讨论法：学生进行小组讨论，激发学生的思考，培养学生解决问题的能力。
四、教学资源为了保证本课程的顺利进行，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用合适的教材，为学生提供全面、系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
基于FPGA的自动售货控制系统设计
基于FPGA的自动售货控制系统设计概述
本文介绍了一个基于FPGA的自动售货控制系统的设计。
该系统包括一个电子标签读写器、一个货道控制器和一个运营管理系统。
读写器用于读写货物的信息，货道控制器用于控制货道的状态，运营管理系统用于监控和管理整个系统。
硬件设计
电子标签读写器采用HF RFID技术，能够读取和写入RFID标签中的数据。
货道控制器采用了FPGA芯片，通过IIC总线控制电机的转动，实现货道的开关。
运营管理系统采用了嵌入式系统，通过与FPGA芯片的通信，实现对货道控制器的监控和管理。
软件设计
电子标签读写器的软件采用C语言编写，通过串口通信将读取到的数据发送到FPGA芯片。
货道控制器的软件采用Verilog HDL语言编写，实现IIC总线的接口和电机的控制。
运营管理系统的软件采用Python编写，通过FPGA芯片的通信接口与货道控制器进行通信，实现对货道的状态监控和管理。
应用场景
该自动售货控制系统可以应用于各种场景，如超市、自助售卖机、自动售货机等。
系统支持多种货物类型，可以灵活满足不同需求。
同时，运营管理系统可以实时监控货道的状态，管理货道的补货和维护，提高售货效率和用户体验。
结论
基于FPGA芯片的自动售货控制系统，通过电子标签读写器、货道控制器和运营管理系统的设计，实现了对售货过程的自动控制和管理。
该系统具有高效、灵活等特点，在实际应用中具有广泛的应用前景。
基于FPGA的自动售货机设计
基于FPGA的自动售货机设计
自动售货机最基本的功能就是为顾客提供可供选择的物品并接受付款，然后交付所选物品。
自动售货机还需要具备一些其他的功能，例如在货品数量低于设定值时警报，更新商家的库存信息等。
基于FPGA的自动售货机设计包括以下步骤：
1. 确定自动售货机的物品种类和数量，并选择相应的电机、传感器和显示器等组件。
2. 设计自动售货机的控制电路，包括接口电路、逻辑电路和中央处理器(CPU)等。
其中，FPGA可以作为逻辑电路的核心部件，负责控制整个自动售货机的操作流程。
3. 利用Verilog HDL编写FPGA的逻辑设计，并通过仿真和测试确保正确性和可靠性。
FPGA的逻辑设计应该能够控制电机的旋转、传感器的检测和显示器的显示等操作。
4. 将FPGA的逻辑设计下载到实验板上并测试它的功能和性能。
在测试过程中需要注意电机的工作效率、传感器的准确性和显示器的清晰度等方面的问题。
5. 将整个自动售货机装在一个外壳中，并测试整个系统的可靠性和用户友好性。
在测试过程中需要关注售货机的操作流程、货品存储和取出的方便程度以及付款方式的安全性等方面的问题。
综上所述，基于FPGA的自动售货机设计需要充分考虑到售货机的各个方面，包括物品种类、控制电路、逻辑设计和用户体验等，以提供高质量和可靠性的售货机。
FPGA实验报告 系统设计综合实践 自动售货机
FPGA实验报告系统设计综合实践自动售货机引言本实验报告旨在介绍FPGA实验中关于系统设计综合实践的内容，以及针对自动售货机的设计和实现过程。
本项目的目标是通过FPGA实现一个基本的自动售货机，能够接受货币投入并显示余额，实现商品选择和出货的功能。
设计概述在本项目中，我们使用FPGA作为硬件平台进行实现，采用VHDL语言进行编程。
整个设计主要分为三个模块：货币处理模块、商品选择模块和出货控制模块。
货币处理模块货币处理模块负责接收和处理投入的货币，并显示当前的余额。
具体实现过程如下：1.接收货币输入：使用FPGA板载的GPIO接口连接硬币接收器，将接收到的信息传递给FPGA。
2.处理货币信息：通过计算接收到的货币数量和面额，计算出当前的余额。
3.显示余额：使用FPGA板载的数码管显示当前的余额。
根据计算得到的余额，将其显示在数码管上。
商品选择模块商品选择模块负责接收用户的商品选择，并计算选中商品的价格。
具体实现过程如下：1.接收商品选择：使用FPGA板载的按键输入接口，接收用户按下的相应按键，确定用户选择的商品。
2.计算商品价格：根据用户选择的商品，从预先配置的商品价格表中查找相应的价格。
3.显示选中商品价格：使用FPGA板载的数码管显示选中商品的价格。
根据查找到的价格，将其显示在数码管上。
出货控制模块出货控制模块负责控制商品的出货和相关信息的提示。
具体实现过程如下：1.判断余额是否足够：根据当前余额和选中商品的价格，判断余额是否足够购买商品。
2.控制商品出货：如果余额足够购买商品，则触发相应的出货机构，实现商品的出货。
3.提示用户相关信息：根据出货情况，通过数码管显示相关信息，如余额不足、出货成功等提示。
实验结果经过对上述三个模块的设计和实现，我们成功地完成了自动售货机的基本功能。
在实验过程中，我们选取了几种常见的商品，并配置了相应的价格表。
通过按下相应的按键，用户可以选择购买的商品，并通过投币的方式支付。
东南大学信息学院地铁售票系统VHDL FPGA
基于VHDL的地铁售票模拟系统设计报告东南大学信息科学与工程学院2015-9-23目录1.封面 (1)2.目录 (2)3.导言 (3)4.正文 (4)（1）程序结构介绍 (4)①主进程 (4)②分频进程 (5)③译码显示进程 (5)④键盘选择进程 (5)（2）设计中遇到的问题及解决 (5)5.结论与改进 (6)6.人员及任务分配 (6)7.致谢 (7)8.附录 (7)9.参考文献 (16)一、导言在2015年短学期中，我组成员在‚数字系统课程设计‛课程中成功按题目要求设计完成了目标系统——基于VHDL的地铁售票模拟系统。
本文将介绍我组设计过程与结果。
设计题目如下：设计FPGA 模块模拟地铁售票的工作过程，要求功能描述：用于模仿地铁售票的自动售票，完成地铁售票的核心控制功能。
（1）地铁售票机有两个进币孔，可以输入硬币和纸币，售票机有两个进币孔，一个是输入硬币，一个是输入纸币，硬币的识别范围是1 元的硬币，纸币的识别范围是5 元，10 元，20元。
乘客可以连续多次投入钱币。
（2）乘客买票时可以有两种选择，第一种，乘客已经知道所需费用，直接选择票价，可选2元、3元或4元。
第二种，不知道票价，选择出站口，系统以目的地与当前站的站数来进行计算价格（地铁共有16个站，为0-15号站，当前站为0号站，然后通过判断当前站号与目标站号的差来判断需要的钱数。
差距在4站及其以内，价格为2元，5-10站，价格为3元，11-15站，价格为4元）。
（3）得到票价单价后，选择所需购买的票数，然后进行投币，投入的钱币达到所需金额时，售票机自动出票，并找出余额，本次交易结束，等待下一次的交易。
在投币期间，乘客可以按取消键取消本次操作，钱币自动退出。
我组在基本掌握VHDL语言后，自行设计模块，尽可能地完善了编程的精简度与模块化，同时完成了以上所有功能。
二、正文1、程序结构介绍本系统由四个进程组成，分别为主进程、分频进程、译码显示进程、键盘选择进程组成。
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7.观察仿真波形;
步骤6:建立元件
步骤7:引脚锁定
步骤8:编程下载
在上述步骤都正确实施并完全通过以后,我们就可以将设计好的项目整体下载到器件当中去,然后加入实际的激励信号来进行测试。如果最终还未达到我们设计的要求,则需从新返回以上步骤逐步查找设计问题直至准确无误【311。
2.2系统总体方案设计
自动售票机是AFC系统的重要组成部分,也是终端设备之一,主要的功能是实现自动售票。本设计选择的是利用FPGA芯片作为主控单元,从大的部分来看,系统内部主要是由主控单元、财务处理设备、票务处理设备和其
步骤4:选择目标器件全程综合并编译
这是工程设计的最重要的部分。在编译和处理中,通过编译设置对一个项目的文件进行逻辑化简、综合和优化,并随机地选用一片或多片器件进行自动适配。
步骤5:设计时序仿真
1.对项目进行仿真设置;
2.建立仿真波形文件;
3.设置仿真参数;
4.将工程端口信号节点选入波形编辑器中;
5.编辑输入波形(输入激励信号);
出来的过程称为设计输入。通常有下述四种表达方式:
1.原理图输入方式;
2.硬件描述语言输入方式将要设计的项目设置成为工程文件
为了使Quartus II能够对输入的设计项目按照设计者的要求进行各项处理,必须将设计文件设置成当前的工程。