QuartusII下的自动售货机程序设计与仿真

"这是一个基于VHDL编程的自动售货机程序设计，使用Quartus II开发工具。程序实现了基本的自动售货机功能，包括接收货币、选择商品、显示余额、出货以及退款等操作，但尚未在FPGA硬件上进行实际测试。" 在自动售货机程序中，主要涉及以下知识点： 1. **VHDL语言**：VHDL（Very High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于描述数字系统的结构和行为。在这个项目中，VHDL被用来编写自动售货机的逻辑控制单元。 2. **IEEE库**：程序开头引用了IEEE库，包括`std_logic_1164`、`std_logic_arith`和`std_logic_unsigned`。`std_logic_1164`库包含了标准逻辑类型和操作符，`std_logic_arith`库提供了二进制算术运算，而`std_logic_unsigned`库则支持无符号整数的算术运算。 3. **实体（Entity）**：`entity cmachine`是设计的实体部分，它定义了自动售货机的外部接口，包括输入和输出信号。输入信号有5元硬币（rmb5）、10元硬币（rmb10）、商品选择A（sela）、商品选择B（selb）、时钟（clk）、确认键（ok）和退货键（ret），输出信号有显示余额（money）、5元找零（rmbout）、指示灯（light）、商品A出货（aout）和商品B出货（bout）。 4. **结构体（Architecture）**：`architecture rtl of cmachine`是设计的结构体部分，它描述了实体的行为。在这个结构体中，定义了多个信号（如内部余额bmon、选择状态flag1和flag2、出货状态flaga和flagb、状态机state、退币使能en等）以实现自动售货机的逻辑控制。 5. **过程（Process）**：`p1: process(clk)`是时钟驱动的过程，通常用于同步设计。在这个过程中，定义了变量用于处理各种操作，例如计数、判断和状态转换。 6. **信号（Signal）**：信号在VHDL中用于在设计的不同部分之间传递信息。在这个程序中，例如二级寄存器（rmb10d、rmb5d、selad、selbd、retd、okd）用于存储和暂存输入信号，以确保数据在时钟边沿正确捕获和更新。 7. **状态机**：通过`state`信号和`flag`信号，可以推断程序中可能包含一个状态机，用于控制自动售货机的不同操作流程，如等待投币、选择商品、确认购买、出货和退款等状态的转换。 8. **控制逻辑**：`en`信号作为退币使能，确保在退币过程中不能继续投币；`lighten`控制灯的点亮时间，可能是为了模拟出货指示灯的闪烁效果。 9. **缓冲区（Buffer）**：`aout`和`bout`被声明为缓冲区，这表示它们是双向信号，可以由设计内部改变，也可以被外部改变。 10. **未完成部分**：描述中提到程序尚未在FPGA上进行实测，这意味着设计可能还需要进一步的优化和验证，以确保其在硬件上的正确运行。 通过这个项目，学习者可以了解如何使用VHDL进行数字逻辑设计，理解硬件描述语言的基本语法，以及如何构建一个简单的嵌入式系统模型。同时，对于电子工程和计算机科学的学生，这提供了一个很好的实践机会，可以将理论知识应用到实际的硬件系统设计中。