基于FPGA的模拟自动售货机设计.doc

PAGE II 前 言 现在EDA技术发展迅猛，应用比较广泛，包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域都有EDA的应用。目前，EDA技术已在产品设计与制造、教学和科研部门广泛使用，发挥着巨大的作用。 在产品设计与制造方面，EDA技术可实现前期的计算机仿真、系统级模拟及测试环境的仿真、PCB的制作、电路板的焊接、ASIC的设计等。 在教学方面，高校电子类专业的实践教学中，几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA课程。主要是让学生了解EDA的基本原理和基本概念，掌握描述系统逻辑的方法，使用PLD/FPGA器件进行电子电路课程的模拟仿真实验，并在作毕业设计时从事简单电子系统的设计，既使实验设备或设计出的电子系统具有高可靠性，又经济、快速，容易实现，修改便利，同时可大大提高学生的实践动手能力、创新能力和计算机应用能力，为今后工作打下基础。 作为一个学电子信息专业的学生，我们必须不断地了解更多的新产品信息，这就更加要求我们对EDA有个全面的认识。本设计系统地介绍了有关编程逻辑器件的基础知识以及相关软件的使用方法，着重讲述了自动售货机的原理以及本次设计的思路和方法。第一章阐述了EDA技术的发展历史、基本特征以及Altera公司生产的一些产品器件、开发工具等等；并简单介绍了FPGA（Field Programmable Gate Array）的应用，现场可编程门阵列的出现是超大规模集成电路技术和计算机辅助设计技术发展的结果，它允许电路设计者利用基于计算机开发平台，经过设计输入、仿真、测试和校验，直到达预期的效果。第二章介绍系统方案的设计，其中主要介绍了不同方案的比较，自动售货机的基本功能等。第三章分析了系统设计的具体模块实现。第四章阐述自动售货机系统的硬件设计及调试结果。 目 录 TOC \* MERGEFORMAT 摘 要 PAGEREF _Toc264546032 \h II ABSTRACT PAGEREF _Toc264546033 \h II 第1章 绪 论 PAGEREF _Toc264546034 \h 1 1.1 EDA的发展概述 PAGEREF _Toc264546035 \h 1 1.1.1 EDA技术简介 PAGEREF _Toc264546036 \h 1 1.1.2 EDA技术的发展概况 PAGEREF _Toc264546037 \h 2 1.1.3 EDA技术的基本特征 PAGEREF _Toc264546038 \h 2 1.2 EDA的FPGA/CPLD开发 PAGEREF _Toc264546039 \h 3 1.2.1 FPGA简介 PAGEREF _Toc264546040 \h 3 1.2.2 FPGA的基本特点 PAGEREF _Toc264546041 \h 3 1.2.3 FPGA的结构及其发展 PAGEREF _Toc264546042 \h 4 1.3课题的研究现状及研究意义 PAGEREF _Toc264546043 \h 4 1.3.1课题的研究现状 PAGEREF _Toc264546044 \h 4 1.3.2课题研究意义 PAGEREF _Toc264546045 \h 4 第2章 模拟自动售货机系统方案设计 PAGEREF _Toc264546046 \h 5 2.1模拟自动售货机的方案比较 PAGEREF _Toc264546047 \h 5 2.2软件简介 PAGEREF _Toc264546048 \h 5 2.2.1 Quartus II软件简介 PAGEREF _Toc264546049 \h 5 2.2.2 VHDL语言简介 PAGEREF _Toc264546050 \h 6 2.2.3 VHDL语言的特点 PAGEREF _Toc264546051 \h 7 2.2.4 VHDL语言的优点 PAGEREF _Toc264546052 \h 7 2.2.5? VHDL语言的基本结构 PAGEREF _Toc264546053 \h 8 2.3 模拟自动售货机的实现 PAGEREF _Toc264546054 \h 8 2.3.1总体系统的设计 PAGEREF _Toc264546055 \h 8 2.3.2自动售货机软件组成 PAGEREF _Toc264546056 \h 10 第3章 模拟自动售货机的模块化处理 PAGEREF _Toc264546057 \h 12 3.1各模块组成 PAGEREF _Toc264546058 \h 12 3.1.1状态控制模块 PAGEREF _Toc264546059 \h 12 3.1.2状态指示模块 PA