1. 研究目的与意义

为了全面复习，综合运用大学四年所学的基本理论及专业知识，提高综合运用所学知识分析与解决实际问题的能力，为毕业后从事工程技术和科研工作奠定基础。

自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备。自动售货机不受任何场地限制，方便快捷，公园，图书馆，地铁站，小区里面都有自动售货机的身影，从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道，而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升，再加上场地的局限性以及购物的便利性等因素的制约，自动售货机便应运而生了。自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货机营业时间长，可以取得更高的收益，运营时需要投入的资本少、占地面积小，无须看管，管理方便，可以吸引人们购买的好奇心。

本课题基于Verilog/VHDL实现自动售货机的代码设计。

2. 课题关键问题和重难点

根据给出的要求，使用VHDL设计一个自动售货机控制系统，要求系统可以完成商品信息的存储、进程控制、货币处理、余额计算和显示等功能。这个自动售货机可以销售四种商品，每种商品的价格和投放个数在开机时输入，相关信息储存在存储器中。消费者可以用货币进行购物，消费者先投入货币，售货机控制系统判断钱币数量，消费者根据自己的需求选择对应商品，如商品价格大于消费者所投入的货币数量，系统给出提示；消费者购买成功后，系统计算出应退回的余额并显示。

采用VHDL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，VHDL编程更需要熟悉一些底层的硬件知识，特别是数字逻辑电路的设计，因此VHDL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，在软件平台上进行编译和电路仿真，最后生成的目标文件下载到实验台内的FPGA芯片以实现该系统，并在实验台上对设计进行验证。

3. 国内外研究现状（文献综述）

eda技术是以计算机为工具完成数字系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作。电路设计者只需要完成对系统功能的描述，就可以由计算机软件进行系统处理，最后得到设计结果，并且修改设计方案如同修改软件一样方便。

利用eda工具可以极大地提高设计效率。利用硬件描述语言编程来表示逻辑器件及系统硬件的功能和行为，是eda设计方法的一个重要特征。vwhdl（very high speed integrated circuit hardware description language，超高速集成电路硬件描述语言）是硬件描述语言的一种，对系统硬件的描述功能很强而语法又比较简单。vdl具有强大的行为描述能力，设计者可以不懂硬件的结构，只需集中精力进行电子系统的设计和性能优化；具有方便的逻辑仿真与调试功能，在设计早期就能查验系统的功能，方便地比较各种方案的可行性及其优劣。目前，vhdl作为iee的工业标准硬件描述语言，得到众多eda公司的支持，在电子工程领域已经成为事实上通用硬件描述语言。

20世纪60年代以来，随着电子计算机的应用和发展，自动售货机在发达国家开始出现且发展迅速。从国外的情况来看，自动售货机对人们来说是不可或缺的。到了20世纪80年代，自动售货机在美国和日本被广泛使用。它的特点是科技含量高；能够不停歇24小时服务，无需派人盯守，降低了成本，而且还是一种新颖独特的广告媒体。随着移动商务的发展，自动售货机作为一种方便、直观的移动商务工具，开始在全球迅速发展。

4. 研究方案

通过对系统分析，将自动售货机功能模块逻辑上划分为货物信息存储模块、进程控制模块、硬币处理模块、余额计算模块、显示模块。本次设计的自动售货机控制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，以满足顾客的需求。

本设计以程序为主，可用测试波形查看相应功能，将程序各变量配置好，用合适的输入分别代表商品价格、所投钱币价格及确认付款找零操作。当选择好商品并投币后，波形显示所选商品价格及投入钱币价格；按下确认付款开关，波形显示应找多少钱，对应商品可销售。若所投钱币不足所选商品价格，对应警告钱币不足。

5. 工作计划

第1周：领会课题含义，查找资料，翻阅参考文献，完成英文文献翻译，理解相关内容

第2周：收集资料，完成开题报告

第3周：完成verilog/vhdl的学习与理解，了解自动售货机控制的基本原理