自动售货机控制芯片设计与实现

"本次课程设计关注的是自动售货机控制芯片的设计，主要涉及电子设计自动化技术，特别是逻辑综合实验。设计的芯片需实现自动售货机的核心控制功能，包括货币识别、货物选择、交易确认与取消、退币处理、出货及存货管理以及显示功能。在设计中，芯片分为按键处理、货币处理、货物选择、确认取消、退币处理、出货计算和显示等多个功能模块。在货币处理方面，系统能识别2元和5元的货币，根据投入金额和商品价格点亮相应的指示灯。交易确认后，会计算剩余货币并退出，同时更新商品库存显示。在逻辑综合报告中，提到了时钟周期、面积优化等方面的参数和结果。" 本文将详细阐述自动售货机控制芯片设计的关键知识点： 1. **按键处理**：这部分设计的目标是确保输入的按键操作准确无误。为了消除按键操作中的噪声，通常需要采用去抖动技术，避免由于机械接触导致的多次脉冲。此外，可能还需要一个计数器来记录连续按键的时间，以便正确识别按键按下和释放。 2. **货币处理**：货币识别系统是自动售货机的核心组件，它需要能接收和处理不同面额的货币。在此设计中，支持的最大投入金额为20元。当投入的货币超过20元，系统会自动退还多余的钱。商品分为两类：2元和5元，根据货币数量和商品库存情况，点亮相应的可选指示灯。 3. **货物选择**：用户可以通过可选指示灯选择商品，按下选择按钮后，对应的货物选择指示灯会被点亮。这涉及到I/O接口的设计，以确保正确的信号传输和反馈。 4. **确认取消**：确认键用于执行交易，而取消键则用于终止交易并退还所有投入的货币。这两个功能需要独立的信号处理路径，以确保快速响应。 5. **退币处理**：交易完成后，系统需要计算并退出剩余的货币。这需要一个退款机制，可能包含一个货币分拣和退出机构，确保精确计算并退还正确的金额。 6. **出货与存货管理**：出货系统需要能够识别已选择的商品，并相应地减少库存。这需要一个库存计数器和一个与出货机构相连的控制单元。 7. **显示部分**：显示模块负责显示投入和退出的货币数量，可能使用七段显示器和/或数码管，需要考虑驱动电路和译码逻辑。 在逻辑综合报告中，提及了`specifyclock`指令，用于定义时钟周期和边沿参数，这对于确保系统时序正确至关重要。`mapdesign`命令涉及映射和优化设计，其中`Mapeffortmedium`和`Areaeffortmedium`表示对设计进行了中等程度的面积优化。综合后的报告截图通常会提供关于设计面积、功耗和延迟等关键性能指标的信息，但在这里的具体数据未给出。 自动售货机控制芯片设计涵盖了电子设计的多个方面，包括数字逻辑设计、信号处理、I/O接口、存储管理、时序分析和硬件优化。这个设计项目不仅锻炼了学生的实践能力，也让他们深入理解了电子设计自动化技术在实际应用中的运用。