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1、自动售票机课程设计 1课程设计报告课程设计报告2015-2016 学年第学年第 2 学期学期课程设计名称：课程设计名称： 电子综合设计 EDA 课程设计 院院 （系）：（系）： 电子信息学院 专业：专业： 电子信息工程 班级：班级： 电子 1313 学生姓名：学生姓名： 吴限 学号：学号： 26 综合实验时间：综合实验时间： 2016/7/11-2016/7/15 指导教师：指导教师： 钟 旭 提交时间：提交时间： 2016/7/15 自动售票机课程设计 2上海电机学院课程设计任务书上海电机学院课程设计任务书课程名称课程名称电子综合设计电子综合设计 EDAEDA 课程设计课程设计课程代码课程代
2、码033117P1033117P1课程设计课程设计课题清单课题清单1、数字式竞赛抢答器 2、自动售票机 3、乒乓球比赛游戏机 4、电子密码锁 5、出租车自动计费器 6、洗衣机控制器 7、交通信号灯控制器 8、电梯控制器设计时间设计时间20162016 年年 7 7 月月 1111 日日 20162016 年年 7 7 月月 1515 日日一、课程设计任务汇总一、课程设计任务汇总设计任务：自动售票机 功能要求： 1、 设计一个自动售票机，用开关电平信号模拟投币过程，每次投一枚硬币， 但可以连续投入数枚硬币； 2、 机器能自动识别硬币金额，最大为 1 元，最小为 5 角。设定票价为 2.5 元，每
3、次售一张票； 3、 购票时先投入硬币，当投入的硬币总金额达到或超过票的面值时，机器发 出指示，这时可以按取票键取出票； 4、 如果所投硬币超过票的面值则会提示找零钱，取完票以后按找零键则可以 取出零钱，并显示零钱数； 使用数码管显示当前投入的金额。二、对课程设计成果的要求（包括课程设计报告、图纸、图表、实物等软硬件二、对课程设计成果的要求（包括课程设计报告、图纸、图表、实物等软硬件要求）要求）1课程设计基本要求课题分析、查阅资料、方案论证、方案实现、系统联调、撰写课程设计报 告 2成果要求 （1）系统方案 （2）电路 RTL 原理图 （3）Verilog 源程序和流程图（或状态机转移图） （4
4、）Verilog 测试程序 （5）设计说明书（课程设计报告）三、课程设计工作进度计划：三、课程设计工作进度计划： 时间安排内容星期一下达任务星期二程序设计星期三程序调试星期四撰写报告星期五考核答辩自动售票机课程设计 3四、主要参考资料：四、主要参考资料：指指 导导 书：书：Verilog 数字系统设计教程 夏宇闻编著 北京航空航天大学出版社参考资料：参考资料：EDA 设计实验教程 艾明晶编著 清华大学出版社自动售票机课程设计 4目录目录一、题目名称1二、内容摘要1三、设计任务和要求1四、系统方案2五、设计方法硬件设计3六、设计方法软件设计4七、系统调试57.1 使用的主要仪器和仪表5 7.2
5、调试电路的方法和技巧5 7.3 整理性能测试数据和波形，并与计算结果比较分析.5 7.4 调试中出现的故障、原因及排除方法.5八、设计成果6九、设计结论10十、收获和体会11附件（源程序）12参考文献22自动售票机课程设计 11一、 题目名称自动售票机 二、 内容摘要自动售票机是为了实现机器根据输入指令进行全自动出售票的目的。本设计是采用了币值输入相加模块、主控模块和币值显示这三个模块实现的。在币值输入相加模块中， 用两个开关电平输入按钮分别代表 2 种硬币输入，每按一次，表示投入一枚硬币。并设置控制电路，硬币输入的次数控制十进制加法器的加数 A 和被加数 B，使输入的币值实时相加。用两位数码
6、管显示当前的投入币值，在主控模块中设置一个复位信号 reset，用于中止交易（系统复位） 。设置一个取票信号 ok，一个票给出信号tout，tout 接 LED 显示，灯亮则表示可以取票，否则取票键无效，按 ok 键取票，灯灭。设置一个取零钱信号 charge，一个零钱输出信号 mout，mout 接 LED 显示，灯亮则表示有零钱，按 charge 取零钱，灯灭。主控模块中是一个状态机，当币值不同时分别实现不同的结果。三、 设计任务和要求设计一个自动售票机，用开关电平信号模拟投币过程，每次投一枚硬币，但可以连续投入数枚硬币。机器能自动识别硬币金额，最大为 1 元，最小为 5 角。设定票价为
7、2.5 元，每次售一张票。 购票时先投入硬币，当投入的硬币总金额达到或超过票的面值时，机器发出指示，这时可以按取票键取出票。如果所投硬币超过票的面值则会提示找零钱，取完票以后按找零键则可以取出零钱。自动售票机课程设计 22四、 系统方案表表 4-14-1 币值相加模块输入状态表币值相加模块输入状态表图图 4-14-1 自动售票机系统框图自动售票机系统框图自动售票机课程设计 33五、 设计方法硬件设计图图 5-15-1 自动售票机硬件系统框图自动售票机硬件系统框图自动售票机课程设计 44六、 设计方法软件设计图图 6-16-1 币值判断流程图币值判断流程图图图 6-26-2 系统流程图系统流程图
8、自动售票机课程设计 55七、 系统调试7.1 使用的主要仪器和仪表计算机一台、ISE 仿真设计软件。7.2 调试电路的方法和技巧分别运行每个模块的程序，观察是否通过检测，最后通过仿真出来的测试波形图，仔细的进行一步步运行，观察运行结果是否和课题的设计要求相对应。7.3 整理性能测试数据和波形，并与计算结果比较分析实际的仿真结果图能够完美的实现课题的各项要求，最终的仿真测试图如下图 8-4。7.4 调试中出现的故障、原因及排除方法数码管显示不正确，原因是管脚的配置不对。自动售票机课程设计 66八、 设计成果图图 8-18-1 顶层模块顶层模块clk：时钟信号；reset：系统复位清零；half：
9、5 角硬币模拟信号，为 1 时表示投币 5 角，为 0 表示未投入；one：1 元硬币模拟信号，为 1 时表示投币 1 元，为 0 表示未投入；mout：可找零钱输出显示，置 1 表示有零可找，置 0 表示无零钱可找；tout：有票输出信号，置 1 表示有票可出，置 0 表示不能出票；charge：取零钱信号，置 1 检查是否能出零钱；ok：取票，置 1 检查是否可取票；ms1,ms2：输出数码管片选信号，01 选中第 2 位数码管，10 选中第 1 位数码管；a,b,c,d,e,f,g：数码管输出译码信号，分别驱动数码管 7 个引脚。自动售票机课程设计 77图图 8-28-2 主控模块主控模
10、块mh：投入金额数码显示的高 4 位；ml： 投入金额数码显示的低 4 位。图图 8-38-3 数码管模块数码管模块in1,in2：分别表示高低位输入金额；ms1,ms2：输出数码管片选信号。a,b,c,d,e,f,g：数码管输出译码信号，分别驱动数码管 7 个引脚。自动售票机课程设计 88图图 8-48-4 模拟仿真图模拟仿真图图图 8-58-5图 8-5 为第一次交易此时投入一枚硬币，此时金额显示为 10，译码后也就是1001111，0000001；此时按下 ok 键，由于金额不足，没有任何反应。随后投入第二枚硬币，金额显示 20，金额不足，依旧没有反应。图图 8-68-6图 8-6 表示
11、此时又投入 1 元，此时总共已经投入 3 元，数码管显示 30，译码后就是 0000110，0000001；此时，tout 为 1。按下 ok，出票，tout 为 0。自动售票机课程设计 99图图 8-78-7图 8-7 表示由于还有余额 5 毛，所以 mout 为 1，按下 charge，找零，mout 清零，找零。图图 8-88-8图 8-8 为第二次交易，先按下 half，金额为 5 毛，显示 05，译码后为0000001，0100100。由于金额不足按下 ok 后，没有反应。自动售票机课程设计 1010图图 8-98-9图 8-9 表示随后按下 one，再按 one，此时金额达到 2.
12、5 元，金额已满，tout=1。然后按下 ok，出票并且 tout 清零。自动售票机课程设计 1111九、 设计结论本自动售票机较好地采用了自顶向下的设计理念，利用层次化结构化的方法将售票机系统分为三个模块。自动售票机系统是由顶层模块负责连接各子模块，主控模块设置各输入输出信号、时钟信号及复位信号，并控制币值的累加，数码管显示模块负责数码管的动态显示币值组成。设计合理，层次清晰，仿真时能够分别测试各个模块从而尽早地排除错误。在程序设计上顶层模块调用主模块及数码管显示模块，实现对主控与数码管的连接；主控模块采用 Mealy 状态机结构主要对投币情况及出票进行控制并送数码管显示；数码管模块采用动态扫描方法结合片选信号实现两位数码显示。通过对着三个大模块的设计，成功实现了自动售票的功能并进行仿真测试，即当币值等于 2.5 元时，tout 指示灯亮，ok 键有票给出，mout 灯不亮，不找零钱；当币值为 3.0 元时，tout 指示灯亮，ok 键有票给出，mout 指示灯亮，有零钱给出，charge 键找零钱；其余情况下，既无票给出也不找零钱。测试结果显示设计符合要求。自动售票机课程设计
