基于FPGA的自动售货机主控制系统及实现方案
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2020-10-22
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基于基于FPGA的自动售货机主控制系统及实现方案的自动售货机主控制系统及实现方案
引言 随着科技的发展及人们生活水平的提高，自动售货机已经逐渐走进了我们的生活。在学校的楼道旁，公
园的一脚等都有自动售货机的身影。自动售货机市场的发展呈现出多元化及个性化的需求。传统的自动售货机
控制系统采用单片机作为控制核心，不仅需要在输入输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较
差。本文详细介绍了一种用FPGA实现的自动售货机主控制系统的硬件设计和软件设计，并进行了软件仿真和硬
件设计实验，实验表明该控制系统是可行的。 1 自动售货机系统总体结构 自动售货机作为一种完全独
立的售货设备，集接收货币、顾客自选商品、售出商品和找零等功能于一体。具体的说，一个完整的售货机控
制系统一
引言引言
随着科技的发展及人们生活水平的提高，自动售货机已经逐渐走进了我们的生活。在学校的楼道旁，公园的一脚等都有自
动售货机的身影。自动售货机市场的发展呈现出多元化及个性化的需求。传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核
心，不仅需要在输入输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较差。本文详细介绍了一种用FPGA实现的自动售货
机主控制系统的硬件设计和软件设计，并进行了软件仿真和硬件设计实验，实验表明该控制系统是可行的。
1 自动售货机系统总体结构自动售货机系统总体结构
自动售货机作为一种完全独立的售货设备，集接收货币、顾客自选商品、售出商品和找零等功能于一体。具体的说，一个
完整的售货机控制系统一般应包含如图1所示的设备和模块。
（1）人机交互设备：通过显示设备和输入设备实现，顾客通过使用键盘输入需要购买的商品编号，根据液晶显示器LCD
给出的提示信息进行投币、取商品、接受找零等操作；系统管理人员可以使用键盘在显示器所提供的可视化界面下对售货机的
各种运行参数进行设置；
（2）MBD（Multi-Drop Bus / Internal Communication Protocol）通信接口：MBD/ICP协议是欧洲售货机制造者协会制定
的一套用于协调自动售货机的主控制器（VMC）与多个外设之间的通信协议，用于协调自动售货机的主控制器（VMC）与多
个外设之间的通信，所有外围设备与主控制器之间的通信方式都一致。由于其简洁明了、功能强大、可扩展性强，并且对外设
数目没有限制，成为理想的自动售货系统内部总线协议；
（3）主控制器：主要包括对各种外设获取的信息加以处理，对于售货机的整个销售流程进行控制，运行执行机构正常工
作所需的各种算法等；
（4）信息采集模块：主控制器所需采集的信息主要包括自动售货机箱体内的温度，售出的货物是否正常掉落到顾客取货
区，电机运行有无异常状态。
（5）货道电机驱动模块：主要指商品通道的驱动电机阵列。根据输入的所选商品的通道号，主控板驱动相应的小型直流
电机转动，将货物推送至顾客取货区。作为自动售货机的最终执行机构，电机驱动控制部分的性能以及可靠稳定性直接影响商
品销售，是自动售货机控制器设计中非常重要的一部分。
2 自动售货机的主要系统自动售货机的主要系统
根据售货机自动控制系统的流程可以知道自动售货机的主要系统包括：计币系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统、
退币系统和报警系统。
1.计币系统：计币系统：
当有顾额色买饮料时，投入的钱币经过感应器，感应器记忆投币的个数关且传送到检测系统（即电子天平）和计币系统。
只有当电子天平测量的重量少于误差值时，允许计币系统进行叠加钱币，叠加的钱币数据存放在数据寄存器D2中。如果不正
确时，认为是假币。既定出投币，既定出系统，等待新顾客。
2.比较系统：比较系统：
投入完毕后，系统会把D2内钱币数据和可以购买饮料的价格进行区间比较，当投入的钱币小于2元时，指示灯Y0亮，显
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