本科毕业论文（设计） 开题报告书 题 目： 基于 FPGA 技术的自动售货机控制器设计 学 院： 信息工程系 专业年级： 通信工程 1102 班 姓 名： 葛恒西 学 号： 113001030206 指导老师： 赵 庆 职 称： 2014 年 12 月 11 日 

武昌工学院本科毕业论文（设计）开题报告书 学院： 学生姓名 葛恒西 学号 113001030 专业年 通 信 工 程 级、班 1102 班 206 指导 教师 赵庆 论文题目 基于 FPGA 技术的自动售货机控制器设计 1、本选题研究的目的及意义 自动售货机是能够根据投入的钱币自动复活的机器，它是商业自动化的常用设备，不受时间、地点 的限制，能节省人力、方便交易。现代的自动售货机的种类、结构和功能依出售的商品而异。钱币装置 是售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额。如果投入的金额达 到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。自动售货机自动输出顾客所要的商品。因此，自动售 货机在商业，食品行业越来越普及，更方便消费者购买自己所需的商品。使用方便、可靠、节省人力的 自动售货机将在社会生活中成为一种趋势。(目的和意义写的不是很有力) 2、本选题国内外研究状况综述 一、在加拿大，自动售货机有相当一部分己摒弃投币的方式，而是应用一种具有先进信息功能的纽 扣式触摸技术，只要将戴在手上的形似戒指或串在钥匙圈上的信息纽扣与售货机接触一下，交易信息就 会准确无误的记录下来并及时发送到信息管理中心进行处理； 在英国，国内的银行和信用机构还专门 推出了一种自动售货机卡。人们站在自动售货机前，只要把卡轻轻拉一下，省去了投币的麻烦，十分方 便。到 2002 年，英国持有这种卡的人占全国人口的 20%以上，由此可见英国自动售货机的普及性和受人 们欢迎的程度； 二、我国自 1992 年从日本、韩国引进自动售货机并投放市场以来至今己有 10 余年了，但我国自动 售货机发展缓慢，国内虽然也有天津南开戈德等公司专门研发、生产自动售货机，但也存在着研发力量 薄弱、研发部门较少、竞争格局形成的不充分等一些非市场因素。到目前为止，仅有 10 多家研发、制造 和运营企业，而且各企业发展极不平衡，其中天津南开戈德集团约占中国自动售货机市场的 80%，其它 企业处于零敲碎打状态。从技术含量和性能方面来看，我国也和国外有较大的差距。 综上所述，自动 售货机必然朝着监控管理智能化、功耗节能化和性能多样化的方向发展。 三、 本论文以 FPGA 为主控制器设计自动售货机，自动售货机作为一种完全独立的售货设备，集接 收货币、顾客自选商品、售出商品和找零等功能于一体。其中，包括便于客户操作的人机交互操作模块、 货币检测模块、非易失掉电保护存储模块、电机驱动控制模块和主控制电路等等；也包括一些软、硬件 抗干扰措施的设计；并且，在机器出现故障的时候，具有一定的自我检测报警功能。 （前面的一二、 三去掉，至于第三点是否是放在这个地方请考虑一下） 

3、本选题研究的主要内容及写作大纲 本文将用 VHDL 语言来实现，利用 QuartusII 强大的编译及仿真能力实现程序的仿真过程，将售货机 分按模块分类，利用计数器原理来实现所投放的硬币数量来计费。此计数器将拥有加法功能，减法功能， 能实现交换物品和退币功能。本设计将基于 Altera 公司 CycloneⅡ系列 SOPC-EP2C35M672 模版实现硬件 仿真，该硬件能够产生模拟自动售货机的信号，并且具有 LCD 显示模块，完全能够胜任该设计所需要的 功能。 在 VHDL 语言中，设计的原始语言可以非常简练，经过层层加强后，最终可以形成较为完善的 程序。在设计过程中，对系统自上而下分三个层次进行设计： 第一层次是行为描述。所谓行为描述， 实质上就是对整个系统的数学模型的描述。一般来说，对系统进行行为描述的仿真来发现设计过程中存 在的问题。在行为描述阶段，并不真正考虑实际的操作和算法、用何种方法来实现，而是考虑系统的结 构及其工作的过程是否能够达到系统设计的要求。第二层次是 RTL 方式描述。这一层次成为寄存器传输 描述(又称数据流描述)。如前所述，用行为方式描述的系统结构的程序，其抽象程度高，是很难直接映 射到具体逻辑元件结构的。想要得到硬件的具体表现，必须将行为方式描述的 VHDL 语言程序改写为 RTL 方式描述的 VHDL 语言程序。也就是说，系统采用 RTL 方式描述，才能导出系统的逻辑表达式，才能进行 逻辑综合。 第三层次是逻辑综合。即用逻辑综合工具，将 RTL 方式描述的程序转换成用基本逻辑元件 表示的文件(门级网络表)。此时，如果需要，可将逻辑综合的结果以逻辑原理图方式输出。此后可对综 合的结果在门电路级上进行仿真，并检查时序关系。 本论文是 FPGA 的实际应用，需要掌握 VHDL 语言， 能够编写出相关程序。这次课题的选取、实现是可行的。（写作大纲没有写出） 4、主要参考文献 1.余孟尝。数字电子技术基础简明教程。北京：高等教育出版社，1999。 2.谢自美。电子线路设计· 实验· 测试。湖北：华中科技大学出版社，2000。 3.刘昌华。数字逻辑EDA设计与实践。北京：国防工业出版社，2006.8。 4.王振红。VHDL数字电路设计与应用实践教程。北京：机械工业出版社，2004。 5.EDA先锋工作室。Altera FOGA/CPLD设计（基础篇）。北京：人民邮电出版社，2005。 6.EDA技术实用教程—Verilog HDL版（第四版）。北京：科学出版社，2010。 7.数字电路EDA设计/顾斌等编著.—西安：西安电子科技大学出版社，2004.2 8.裴进灵．一种新型自动售货机的研制[ J]．科技情报开发与经济，2002， 13（12）：141-142． 9.朱军．自动售货机的结构[ J]．信息与电脑，1995（10）：12-13． 10.周美兰,FPGA电气控制与组态设计[M]．北京：科学出版社,2003． 11. 阎石 主编，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，1998 12.谭会生等主编，《EDA技术及应用》，西安电子科技大学出版社， 2001 13.冯涛等主编，《可编程逻辑器件开发技术：MAX+plusⅡ入门与提高》，人民 邮电出版社，2002 14.嵌入式系统设计与实践/杨刚，龙海燕编著，--北京：北京航空航天大学 出版社，2009.3 15.数字电子技术基础/沈任元，吴勇主编，--北京：机械工业出版社。2006.6 

5、完成措施及写作进度计划 完成措施： 1）查阅 FPGA 技术的自动售货机控制器相关资料； 2）确定设计方案； 3）功能模块电路的编译、仿真、调试； 4）搭建硬件电路，模拟测试； 5）功能的实现 写作进度计划： 1）2014－2015 学年第一学期 13 周完成开题报告； 2）2014－2015 学年第一学期 17 周完成基本设计； 3）2015.4 完成论文初稿； 4）2015.5 初完成论文定稿，答辩。 指导教师对开题报告的意见 指导教师（签名）： 年 月 日 学院审核意见 1、通过； 2、完善后通过； 3、未通过 注：此表由学生填写后，在规定时间内交指导教师 学院公章 年 月 日