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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑基于EDA的自动售货机系统的设计 开题报告 毕业设计开题报告 课题名称：基于学院： 专业： EDA的自动售货机系统的设计 电子电气工程学院 电子信息工程 一 自动售货机设计简介 自动售货是20世纪70年头在日本、欧美进展起来的一种全新的消费方式，自动售货机又被称为24小时营业的微型自助超市，它的售货领域分外广泛，是兴隆国家商品零售的一种主要方式。自动售货机作为一种先进的消费方式，已经成为城市现代文明兴隆程度的重要标志，其别致、时尚的购物方式，24小时营业的特点给人们生活带来了便利，美化了城市环境，受到消费者的接待。但是在我国自动售货机的普及还不及兴隆国家，主
2、要理由是我国EDA技术的应用水平长期落后于兴隆国家。 本设计要实现自动售货机的根本功能，如投币处理、商品选择、购货撤销、奇怪退币、计算存货等功能。利用Altera公司的开发软件QUARTUS II平台，采用Verilog hdl硬件描述语言编程的设计方法设计系统核心电路的硬件程序，与一般的软件开发不同，Verilog hdl编程更需要熟谙一些底层的硬件学识，更加是数字规律电路的设计，因此Verilog hdl编程的方法、思路都要更多的与硬件电路联系起来。完成系统各个功能模块的硬件程序设计后，在软件平台上举行编译和电路仿真，结果生成的目标文件下载到测验台内的FPGA芯片以实现该系统，并在测验台上
3、对设计举行验证。 （1） 自动售货机主要功能 自动售货机操纵要求对机内商品信息举行识别，对投入的货币举行运算，并根据所投入的货币数值判断是否能够添置某种商品，并做出相应的回响。本文设计的自动售货机操纵系统主要可以实现投币处理、计算投币总额、输出商品，输出找零等功能，系统工作流程如图1 所示。 （2） 自动售货机的几个过程 在自动售货机操纵系统的工作过程中，可分为三个状态：初始状态、投币状态和找零状态。在每一个状态中完成特定的功能。 首先，在初始状态下，自动售货机通电，初始化机内商品信息（包括商品种类、每种商品的数量以及价格）。当顾客添置商品时，可根据自己需要通过按键选择其中一种商品（且只限一种
4、），然后进入下一状态，即投币状态。 在投币状态下，当投入硬币总额大于或等于商品价格，并且按确认添置键后将进入找零状态；若按取消键，售货机退出所投硬币，返回到初始状态。 投币终止，若投入的硬币等于或大于商品单价，且确认添置，那么商品将送出送货口，并计算输出找零硬币。出货找零终止时表示一次自动售货过程完成，重新返回到初始状态，计算此时商品信息，并等待下一次售货过程的到来。 （3） 自动售货机的根本模块 自动售货机操纵系统的功能模块规律上划分为商品信息存储模块、商品选择模块、投币处理模块，找零模块和显示模块。 1 商品信息存储模块 该模块的功能是将商品的单价、数量存储到自动售货机中，price、qu
5、antity 分别表示商品的单价与数量数据信号，item 为商品的种类。 2 商品选择模块 该模块功能是对商品举行选择与添置。当对四种商品举行选择时，由sel 的选择信号的个数来表示所选择的商品类型。get 为对商品举行确认添置的信号。 3 投币处理模块 该模块是对投入的硬币举行处理的过程，输出参数coin 为投币数值计数器，以0.5 元为单位举行计算。整个模块功能类似于计钱器，可切实计算投入的硬币数，记录并保存投入的总币值。 4 找零模块 该模块主要完成找零操作。通过计钱器coin 计算余额，然后输出找零的操纵信号act5、act10。 5 显示模块 该模块用来显示钱数和商品数量。用于钱数显
6、示时，将计钱器coin转换成BCD 码，然后经译码器译码并显示。用于商品数量显示时，将计算得出的最终商品数量quantity 先转换成BCD 码，然后经译码器译码并显示。 二 国内外EDA技术进展简介 1 EDA概述 人类社会已进入到高度兴隆的信息化社会，信息社会的进展离不开电子产品 的进步。现代电子产品在性能提高、繁杂度增大的同时，价格却一向呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要理由就是生产制造技术和电子设计技术的进展。前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管；后者的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机为工作平
7、台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅佐举行三方面的设计工作：IC设计，电子电路设计以及PCB设计。没有EDA技术的支持，想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不成想象的，反过来，生产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出新的要求。 2 EDA技术简介 EDA（Electronic Design Automation），即电子设计自动化，是指利用计算机完成电子系统的设计。EDA技术是以计算机和微电子技术为先导的，搜集了计算机图形学、拓扑学、规律学、微电子工艺与布局学和计算数学等多种计算机应用学科最新成果的先进技术。EDA技术以计算机为
8、工具，代替人完成数字系统的规律综合、布局布线和设计仿真等工作。设计人员只需要完成对系统功能的描述，就可以由计算机软件举行处理，得到设计结果，而且修改设计宛如修改软件一样便当，可以极大地提高设计效率。 2.1 EDA技术的进展概况 从20世纪60年头中期开头，人们就不断开发出各种计算机辅佐设计工具来扶助设计人员举行电子系统的设计。电路理论和半导体工艺水平的提高，对EDA技术的进展起到了巨大的作用，使EDA作用范围从PCB板设计延迟到电子线路和集成电路设计，直至整个系统的设计，也使IC芯片系统应用、电路制作和整个电子生产过程都集成在一个环境之中。根据电子设计技术的进展特征，EDA技术进展大致分为三
9、个阶段。 （1）CAD阶段 第一阶段的特点是一些单独的工具软件，主要有PCB布线设计、电路模拟、规律模拟、以及幅员的绘制等，通过计算机的使用，从而将设计人员从大量繁重重复的计算和绘图工作中解脱出来。20世纪80年头，随着集成电路规模的增大，EDA技术有了较快的进展。大量软件公司等进入市场，开头供给带电路图编辑工具和规律模拟工具的EDA软件。这个时期的软件产品主要针对产品开发，按照设计、分析、生产和测试等多个阶段，不同阶段分别使用不同的软件包，每个软件只能完成其中一项工作，通过依次循环使用这些软件，可完成设计的全过程。 （2）CAE阶段 这个阶段在集成电路与电子设计方法学以及设计工具集成化方面取
10、得了大量成果。各种设计工具，如原理图输入、编译与连接、规律模拟、测试码生成、幅员自动布局已齐全。由于采用了统一数据管理技术，因而能够将各个工具集成 为一个CAE系统。按照设计方法学制定的设计流程，可以实现从设计输入到幅员输出的全程设计自动化。这个阶段主要采用基于单元库的半定制设计方法，采用门阵列与标准单元设计的各种ASIC得到了极大的进展，将集成电路工业推入了ASIC时代。 （3）EDA阶段 20世纪90年头以来，微电子技术以惊人的速度进展，其工艺水平达成了深亚微米级，此阶段主要展现了以高级语言描述、系统仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术，不仅极大地提高了系统的设计效率，而且使设计人员摆脱
11、了大量的辅佐性及根基性工作，将精力集中于创造性的方案与概念的构思上。它的特征为：第一，高层综合的理论与方法取得较大进展，将EDA设计层次由RT级提高到了系统级（又称行为级），并划分为规律综合和测试综合。其次，采用硬件描述语言HDL来描述10万门以上的设计，并形成了VHDL和VerilogHDL两种标准硬件描述语言。第三，采用平面规划技术对规律综合和物理幅员设计举行联合管理，作到在规律综合早期设计阶段就考虑到物理设计信息的影响。第四，可测性设计。第五，为带有嵌入IP模块ASIC设计供给软硬件协同系统设计工具。 2.2 EDA技术的根本特征 EDA技术代表了当今电子设计技术的最新进展方向，它的根本
12、特征是：设计人员按照“自顶向下”的设计方法，对整个系统举行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，结果通过综合器和适配器生成最终的目标器件3。这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。下面介绍与EDA根本特征有关的几个概念。 （1） “自顶向下”的设计方法 10年前，电子设计的根本思路还是选择标准集成电路“自底向上”（Bottom-Up）的构造出一个新的系统，这样的设计方法就宛如一砖一瓦地建立金字塔，不仅效率低、本金高而且还轻易出错。 （2） 高层次设计 高层次设计供给了一种“自顶向下”（Top-Down）的全新的设计方法，这种设计方法首先从系统设计入手，在顶层举行功能方框图的划分和布局设计。在方框图一级举行仿真、纠错，并用硬件描述语言对高层次的系统行为举行描述，在系统一级举行验证。然后用综合优化工具生成概括门电路的网表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的，这不仅有利于早期察觉布局设计上的错误，制止设计工作的滥用，而且也裁减了规律功能仿真的工作量，提高了设计的一次告成率。 （3） 硬件描述语言 8
