基于FPGA的自动售货机VHDL设计详解

本文档主要探讨了基于FPGA的自动售货机的VHDL实现，这是一种硬件描述语言，用于在可编程逻辑阵列（FPGA）上设计和实现数字电路。自动售货机的VHDL程序名为"pl_auto1.vhd"，该程序的核心功能包括货物信息的存储、进程控制、硬币处理、余额计算以及显示等。 首先，程序定义了输入和输出端口，如系统时钟(clk)、设定(set)、购买(get)、选择(sel)、完成(finish)信号，以及5角和1元硬币输入(coin0, coin1)，商品价格(price)和数量(quantity)的数据输入，以及显示商品种类(item0)、开关信号(act)、钱数和商品数量显示(y0, y1)，以及1元和5角硬币的输出(act10, act5)。 在行为级架构部分，程序使用了一个RAM型数组来存储商品的信息，包括价格和数量，根据设定信号更新这些数据。币数计数器变量coin存储硬币的数量，通过处理set和clk1信号的进程(com)来更新商品库存。当set信号为高时，程序将商品的价格和数量写入RAM，并清零act信号以表示操作开始。 硬币处理涉及对coin0和coin1的计数，这可能涉及到识别不同面值的硬币，并进行相应的计算。程序还定义了变量quan用于临时存储计算结果，可能包括货币转换和验证用户投入的硬币是否足以支付所选商品。 余额计算涉及到与商品价格和用户投入硬币的比较，以确定剩余金额。显示功能通过输出端口y0和y1将钱数和商品数量以二进制形式呈现，以5角为单位展示显示的钱数。 此外，程序还包括一个控制系统时钟clk1，它可能用于同步各个组件的操作，确保程序的正确执行。act10和act5信号的输出可能根据硬币处理的结果来决定是释放商品还是拒绝交易。 这篇文档提供了如何使用VHDL语言在FPGA上构建一个功能丰富的自动售货机系统的详细步骤，包括硬件设计和控制流程的实现，是学习VHDL设计与应用的一个实例。通过这个程序，我们可以看到硬件描述语言在实际系统中的运用，尤其是在嵌入式和实时应用领域的复杂逻辑控制中。