计算机组成原理课程设计报告-基于vhdl的模拟地铁售票控制系统设计与实现

计算机组成原理课程设计报告-基于vhdl的模拟地铁售票控制系统设计与实现内容摘要：

end if。 if((account_temp=39。 039。 )and(type_temp=39。 139。 )) then 表示已选择出站口但尚未选择购票张数 case ticket_account is when 11= 选择 3张票 temp_account:=00100。 表示 3 张票 number:=11。 购票张数为 3 total_price:=price+price+price。 计算总票价 account_temp:=39。 139。 记录已选择购票张数 when 10= 选择 2张票 袁俊 基于 VHDL的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 8页 共 23 页 temp_account:=00010。 number:=10。 total_price:=price+price。 account_temp:=39。 139。 when 01= 选择 1 张票 temp_account:=00001。 number:=01。 total_price:=price。 account_temp:=39。 139。 when others= null。 end case。 end if。 程序调试 （ 1） 建立好工作库目录，以便设计工程项目的存储，打开 MAX +plusⅡ 软件，其初始界面如图 所示 ： 图 MAX +plusⅡ 软件初始界面 袁俊 基于 VHDL的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 9页 共 23 页 （ 2） 在工具栏中选择 “新建 ”按钮。 在选择输入路径时，选择 “Text Editor File”以进行文本输入，如图 所 示 ： 图 输入路径选择为文本输入 （ 3） 在文本输入界面内进行程序输入，如图 所示 ： 图 程序输入界面 （ 4） 输入完毕后，需要对程序进行保存。 文件名和实体定义的符号必须保持一致，即文件名为 flift。 因为是使用 VHDL 语言，所以文件后缀名须改成 vhd，详见图 所示 ： 袁俊 基于 VHDL 的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 10 页 共 23 页 图 文本输入保存界面 （ 5） 保存以后，对程序进行编译。 在编译前，需要把文件设置为顶层文件，或称工程文件 Project。 选择菜单 “File”→“Project”→“Set Project to Curre nt File”,当前的文件即被指定。 详见图 所示 ： 图 设置顶层文件 （ 6） 在 “MAX +plusⅡ ”下拉按钮里选择 “Compiler”，对程序进行编译，此时， MAX +plusⅡ 软件会对程序进行纠错等处理。 当程序被确认无误以后会出现如下界面，如图 所示。 第一次编译时由于实体名和保存时的名字不相符，所以出现了一个错误，改正后无误。 袁俊 基于 VHDL 的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 11 页 共 23 页 图 编译完成图 袁俊 基于 VHDL 的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 12 页 共 23 页 4 程序仿真 波形输入建立 在创建的波形仿真文件中，添加所有输入输出端口，并添加 程序中涉及的重要变量进行仿真。 End Time设定为 ，时钟周期设定为 100ns，模拟完成乘客 5次购票的过程，以期测试系统的所有功能是否正常。 全部的仿真波形截图如下： 袁俊 基于 VHDL 的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 13 页 共 23 页 波形仿真结果分析 1． （ 1）乘客按下“开始选择”按钮（ select_start=39。 139。 ），钱币“暂存杆”进入等待状态（ money_gate=01），系统进入选择状态（ state=select_state）。 （ 2）乘客选择出站口为第 6 站，系统得出单张票价 price 为 20（ 2元）；选择购买数量为 2 张，系统得出票数 number 为 2。 进而得出总票价 total_price 为 40（ 4元）。 （ 3）乘客按下“取消”按钮（ cancel=39。 139。 ），系统回到初始状态（ state= initialize_state），钱币“暂存杆”推出（此刻无暂存钱币，仅表示初始化过程中的一个动作），然后再归为等待状态；其余变量全部清零。 此段仿真主要验证了在选择状态时“取消”按钮的功能正常。 系统全部恢复初始状态的时间在 左右（如图） 图 选择状态时“取消” 袁俊 基于 VHDL 的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 14 页 共 23 页 2 ．（ 1）乘客在约 时按下“开始选择”按钮，系统进入选择状态。 （ 2）乘客选择出站口为第 11站，系统得出票价为 4元；选择购买 3 张，系统得出票数为 3 张。 进而得出总票价为 12元。 （ 3）乘客按下“开始投币”按钮（ insert_start=39。 139。 ），系统进入投币状态（ state=insert_state）。 （ 4）乘客投入 5 元纸币（ note=0100），系统得出投入的总金额为 5元（ total_insert为 50）；投入 1元硬币（ coin=10），系统得出投入的总金额为 6元（ total_insert为 60）。 （ 5）乘客按下“取消”按钮，系统回到初始状态，钱币“暂存杆”推出，退出乘客投入的钱币，然后再归为等待状态；其余变量全部清零。 此段仿真主要验证了在投币状态时“取消”按钮的功能正常。 系统全部恢复初始状态的时间在 左右（如图）。 图 投币状态时“取消” 袁俊 基于 VHDL 的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 15 页 共 23 页 3．（ 1）乘客在约 时按下“开始选择”按钮，系统进入选择状态。 （ 2）乘客选择出站口为第 9 站，系统得出票价为 4 元；选择购买 3 张，系统得出票数为 3 张。 进而得出总票价为 12元。 （ 3）乘客按下“开始投币”按钮，系统进入投 币状态。 （ 4）乘客投入 10 元纸币，系统得出投入的总金额为 10 元，再投入 5 元纸币，系统得出投入的总金额为 15元。 （ 5）系统判断投入的总金额已经达到票价总额（ total_insert=total_price）。 （ 6）系统进入出票状态 (ticket_state)：系统准备好 4元的票 3张 (10100)，出票口打开 (ticket_gate=39。 139。 )出票。 （ 7）系统进入找零状态 (change_state)：找零口打开 (change_gate=39。 139。 )找零，每个时钟上升沿时出一个 5角硬币，变量 change实时显示剩余应找零金额。 （ 8）找零完毕，找零口关闭；出票口关闭。 系统回到初始状态。 此段仿真主要验证了连续投入单种介质钱币购票且找零的功能正常。 系统全部恢复初始状态的时间在 左右（如图）。 图 连续投入单种介质钱币购票且找零 袁俊 基于 VHDL 的模拟地铁售票控制系统设计与 实现 第 16 页 共 23 页 4．（ 1）乘客在约 时按下“开始选择”按钮，系统进入选择状态。 （ 2）乘客选择出站口为第 12站，系统得出票价为 4元；选择购买 2 张，系统得出票数为 2 张。 进而得出总票价为 8元。 （ 3）乘客按下“开始投币”按钮，系统进入投币状态。 （ 4）乘客依次 投入 5 角硬币、 5角硬币、 5元纸币、 5 角硬币、 1元硬币、 2元纸币，系统实时计算投入的总金额。 （ 5）系统判断投入的总金额已经达到票价总额。 （ 6）系统进入出票状态：系统准备好 4 元的票 2 张，出票口打开出票。 （ 7）系统进入找零状态：找零口打开找零，每个时钟上升沿时出一个 5 角硬币，变量 change 实时显示剩余应找零金额。 （ 8）找零完毕，找零口关闭；出票口关闭。 系统回到初始状态。 此段。