课程设计-简易自动售货机设计

【简易自动售货机设计】课程设计主要涵盖了电子工程领域中的硬件设计与嵌入式系统应用，特别是基于VHDL的FPGA实现。这个项目旨在让学生掌握基础的电子支付系统设计，包括货币识别、计数、找零逻辑以及用户交互界面的构建。以下是相关知识点的详细说明： 1. **货币识别**：在自动售货机的设计中，货币识别是关键部分，这里涉及到1元和5元硬币的检测。通常，这可以通过物理尺寸、重量或磁性特性来实现。设计中可能需要用到传感器（如光电传感器或电磁传感器）来检测硬币的属性，并通过特定的算法进行识别。 2. **计数系统**：计数系统用于跟踪投入的总金额。在VHDL中，可以创建一个状态机来管理硬币的输入过程，每接收一枚硬币，状态机就更新计数值。计数器的设计需要考虑防止溢出和错误计数的情况。 3. **等待功能**：等待功能意味着售货机在接收硬币后会保持等待状态，直到用户停止投币或达到商品价格。这需要一个计时器模块，当用户停止投币一定时间后，售货机会进入下一个状态。 4. **找零逻辑**：找零逻辑是自动售货机的核心部分，它需要计算投入的金额与商品价格之间的差额。这涉及到减法运算和最小化找零硬币数量的算法。在VHDL中，可以通过组合逻辑或状态机来实现这一功能。 5. **显示功能**：显示模块用于向用户提供反馈，包括当前余额、商品价格和找零金额。这通常采用七段数码管或LCD显示器，通过串行或并行接口与主控制器通信。 6. **FPGA实现**：FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，用于实现上述功能的硬件电路。VHDL是一种硬件描述语言，用于编写FPGA的逻辑设计。学生需要了解FPGA的基本架构，学习如何用VHDL描述逻辑电路，并在开发环境中（如Xilinx的Vivado或Intel的Quartus）进行仿真和编程。 7. **嵌入式系统**：虽然自动售货机的主体是硬件设计，但通常也会包含一个简单的嵌入式系统来处理更高层次的控制任务，如用户交互、错误处理和状态管理。这可能涉及到微控制器或微处理器，如ARM Cortex系列。 8. **软件开发**：尽管文件列表中没有明确提到，但实际的自动售货机可能还需要一些简单的软件支持，如控制程序和界面设计，这些可以通过C、C++或Python等编程语言实现。 这个课程设计项目旨在让学生全面理解电子硬件设计和嵌入式系统开发，同时锻炼他们的逻辑思维和问题解决能力。通过这个项目，学生将能够将理论知识应用于实际问题，提高自身的工程实践能力。