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自动售饮料机设计和原理

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十．自动售饮料机1.实验目的了解自动售货机的工作流程以及各个工作状态，以及其test_bench，最后在Robei可视化仿真软件经行功能实现和仿真验证。

2.实验原理自动售货机的信号定义：clk：时钟输入；reset：为系统复位信号；half_dollar：代表投入5角硬币；one_dollar：代表投入1元硬币；half_out：表示找零信号；dispense：表示机器售出一瓶饮料；collect：该信号用于提示投币者取走饮料。

当reset=0时，售货机处于工作状态，此时连续往售货机中投硬币（可以是5毛也可以是一元），投入最后一枚硬币时，如果之前投入的硬币总和为2.5元则可以取走一瓶饮料，如果少于2.5元则继续投币，如果为3元则显示可以取出一瓶饮料而且找零显示信号为高电平。

投入硬币的总额自动售饮料机给出的信号<2.5元继续投币=2.5元可以取出一瓶饮料=3元可以取出一瓶饮料，并且找零3.实验内容3.1 sell模块的设计1）新建一个模型命名为sell，类型为module，同时具备4输入3 输出，每个引脚的属性和名称参照下图2-10-1经行对应的修改。

图2-10-1 sell引脚的属性图2-10-2 sell界面图2）添加代码。

点击模型下方的Code添加代码。

代码：parameter idle=0,half=1,one=2,one_half=3,two=4;reg[2:0] D;always @(posedge clk)beginif(reset)begindispense=0; collect=0;half_out=0; D=idle;endcase(D)idle:if(half_dollar)D=half;else if(one_dollar)D=one;half:if(half_dollar)D=one;else if(one_dollar)D=one_half;one:if(half_dollar)D=one_half;else if(one_dollar)D=two;one_half:if(half_dollar)D=two;else if(one_dollar)begindispense=1;collect=1;D=idle;endtwo:if(half_dollar)begindispense=1;collect=1;D=idle;endelse if(one_dollar)begindispense=1;collect=1;half_out=1;D=idle;endendcaseend3）保存模型到一个文件夹(文件夹路径不能有空格和中文)中，运行并检查有无错误输出。

3.2 sell_test测试文件的设计1)新建一个4输入3 输出的sell_test测试文件，记得将Module Type设置为“testbench”，各个引脚配置如图2-10-3所示。

图2-10-3 sell_test引脚的属性2)另存为测试文件。

将测试文件保存到上面创建的模型所在的文件夹下。

3)加入模型。

在Toolbox工具箱的Current栏里会出现模型，单击该模型并在sell _test上添加，并连接引脚，如下图2-10-4所示：图2-10-4 sell_test工作界面4) 输入激励。

点击测试模块下方的“Code”，输入激励算法。

激励代码在结束的时候要用$finish 结束。

测试代码：initial beginone_dollar=0;half_dollar=0;reset=1;clk=0;#100 reset=0;repeat(2)@(posedge clk);#2 one_dollar=1;repeat(1)@(posedge clk);#2 one_dollar=0;repeat(2)@(posedge clk);#2 one_dollar=1;repeat(1)@(posedge clk);#2 one_dollar=0;repeat(2)@(posedge clk);#2 one_dollar=1;repeat(1)@(posedge clk);#2 one_dollar=0;#20 reset=1;#100 reset=0;repeat(2)@(posedge clk);#2 one_dollar=1;repeat(1)@(posedge clk);#2 one_dollar=0;repeat(2)@(posedge clk);#2 one_dollar=1;repeat(1)@(posedge clk);#2 one_dollar=0;repeat(2)@(posedge clk);#2 half_dollar=1;repeat(1)@(posedge clk);#2 half_dollar=0;#20 reset=1;#5 $finish;endalways #10 clk=~clk;5) 执行仿真并查看波形。

查看输出信息。

检查没有错误之后查看波形。

点击右侧Workspace 中的信号，进行添加并查看分析仿真结果。

如图2-10-5所示：图2-10-5 sell_test仿真波形4.板级验证为了测试所设计sell的工作特性，我们选择ZYBO板进行板级间验证，由于该开发板搭载XILINX公司的Z-7010芯片，所以选用VIVADO设计平台进行Synthesis、Implementation 和Generate Bitstream，最终将生成的数据流文件下载到ZYBO板内，并进行实验验证。

下图即为ZYBO板实图。

图2-10-6 ZYBO板实图图2-10-7 拨动开关和按键实图其中：one_dollar对应于开发板SW0按键；half_dollar对应于开发板SW1按键；reset复位端口对应于开发板SW2按键；clk时钟对应于开发板SW3按键；collect对应于开发板LED灯LD0；half_out 对应于开发板LED灯LD1；dispense对应于开发板LED灯LD2；图2-10-8 LED灯实图4.1 VIVADO设计平台进行Synthesis、Implementation和Generate Bitstream。

4.1.1启动Vivado软件并选择设备XC7Z010CLG400-1（ZYBO）作为硬件对象，设计语言选用Verilog，建立新的工程，添加通过Robei设计的文件sell.v。

1）打开Vivado，选择开始>所有程序>Xilinx Design Tools> Vivado2013.4> Vivado2013.4；2）单击创建新项目Create New Project启动向导。

你将看到创建一个新的Vivado项目对话框，单击Next；3）在弹出的对话框中输入工程名sell及工程保存的位置，并确保Create project subdirectory 复选框被选中，单击Next；图2-10-9 项目名称和位置输入4）选择项目类型表单的RTL Project选项，不勾选Do not specify sources at this time复选框，然后单击Next；5）使用下拉按钮，选中Verilog作为目标文件和仿真语言；6）点击添加Add Files按钮，浏览到刚刚我们Robei项目的目录下打开Verilog文件夹，选择sell.v，单击Open，然后单击Next去添加现有的IP模型；7）由于我们没有任何的IP添加，单击Next去添加约束形成；8）由于没有约束文件，所以点击Creat Files按钮创建，在弹出的对话框中输入文件名字，单击OK，然后单击Next；9）在默认窗口中，按照图2-10-12所示设置Filter中的选项，然后在Parts中选择XC7Z010CLG400-1，单击Next；10）单击Finish，本Vivado项目创建成功。

图2-10-10 选择目标文件和仿真语言图2-10-11 创建新的约束文件图2-10-12 器件选型4.1.2打开uart_led_pins.xdc文件，输入引脚约束源代码。

1）在资源窗口sources中，展开约束文件夹，然后双击打开uart_led_pins.xdc进入文本编辑模；图2-10-13 展开约束文件uart_led_pins.xdc2）根据上面引脚分配要求，遵循Vivado约束文件规则，编写引脚约束文件，输入代码。

Xilinx设计约束文件分配FPGA位于主板上的开关和指示灯的物理IO地址，这些信息可以通过主板的原理图或电路板的用户手册来获得；uart_led_pins.xdc约束文件代码如下：uart_led_pins.xdc约束文件代码如下：# ZYBO board Pins# sell machine#SW0~3 SWITCHES one_dollar, half_dollar, reset, clk.set_property PACKAGE_PIN G15 [get_ports one_dollar]set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports one_dollar]set_property PACKAGE_PIN P15 [get_ports half_dollar]set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports half_dollar]set_property PACKAGE_PIN W13 [get_ports reset]set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports reset]set_property PACKAGE_PIN T16 [get_ports clk]set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports clk]#LD0~3 LEDS collect, half_out, dispense.set_property PACKAGE_PIN M14 [get_ports collect]set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports collect]set_property PACKAGE_PIN M15 [get_ports half_out]set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports half_out]set_property PACKAGE_PIN G14 [get_ports dispense]set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports dispense]set_property CLOCK_DEDICATED_ROUTE FALSE [get_nets clk_IBUF]3）点击File—>Save File保存文件。

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自动贩卖机工作原理

自动贩卖机工作原理

自动贩卖机工作原理
自动贩卖机是一种自动化设备，用于提供各种商品和饮料。

它们基本上是一个自包含的系统，可以在没有人员干预的情况下运行。

自动贩卖机的工作原理可以分为几个关键步骤：
1. 检测和接收货币：自动贩卖机上通常有一个货币接收器，可以读取和接收各种货币（例如硬币和纸币）。

接收到的货币将被存放在机器内部，用于支付购买商品的费用。

2. 选择商品：自动贩卖机上通常有一个面板，上面有不同的按钮或者触摸屏，供用户选择想要购买的商品。

用户可以通过按下相应的按钮或者在触摸屏上点击相应的选项来选择商品。

3. 输送商品：一旦用户选择了商品并支付了费用，自动贩卖机内部的货物输送系统就会开始工作。

这个系统通常由一个电动机和一个输送带组成，将所选的商品从存放区移动到售卖口。

4. 商品出售：当商品移动到售卖口时，用户就可以从中取出。

此时，自动贩卖机内部的货物输送系统会停止工作，以确保用户只取出购买的商品，而不是其他商品。

5. 提供找零：如果用户支付的货币的面额大于所购商品的价格，自动贩卖机通常会提供零钱作为找零。

自动贩卖机内部的找零系统会自动计算并提供正确的零钱数量。

需要注意的是，自动贩卖机还可以配备其他功能，如货物库存管理和远程监控等。

这些功能可以帮助操作员更好地管理自动贩卖机的运营情况，并提供更好的用户体验。

饮料自动售货机的工作原理

饮料自动售货机的工作原理

饮料自动售货机的工作原理饮料自动售货机是一种自助式购饮系统，可方便地向消费者提供茶、咖啡、汽水、果汁和瓶装饮用水等商品。

饮料自动售货机通过内置的计算机控制系统，可实现货品的自动售卖、货币识别、找零等功能，极大地方便了人们的生活。

第一步：货品储存饮料自动售货机中，各种饮料按照规格和种类分类，然后存放到指定的货架上。

在存放过程中，需要设定每个货道的容量和商品数量，以保证正常售卖的同时也保证货源的充足。

第二步：货币收取顾客选择自己喜欢的饮料后，投入相应的货币或银行卡。

饮料自动售货机通过内置的计算机控制系统，自动识别货币种类，并显示收到的金额。

第三步：选货当顾客选择自己想要的饮料后，饮料自动售货机会显示选取的产品的价格以及投币的数量，并通过内置的传感器检测货架上选中的饮料是否可售。

同时，系统也会将这些信息传给付款系统进行扣款。

当饮料自动售货机确认货物存在并且足够，并且确认买家的支付成功后，就会给货道上的机械臂发送指令，抓住选中的商品并移动到售货口处，然后通过售货口兑付顾客。

第五步：找零如果顾客支付的金额比选中的商品的价格多，饮料自动售货机会自动找零。

这个过程是通过系统内置的计算机识别所收回的货币种类和数量，并按照合适的面值找零。

第六步：流程结束当饮料自动售货机完成所有的步骤后，整个交易流程即完成。

系统通过自动售货机的界面显示当前销售情况或存货情况等信息，并定期检测存货的情况以及设备的状态，为维护保障提供有力保证。

总结起来，饮料自动售货机的工作原理是通过内置的计算机控制系统自动完成货品储存、货币识别、商品选取、出货和找零等全部流程。

自助购饮系统在生产和销售原材料、管理和维护上都比人工购买更为高效，它在许多场所，如学校、医院、商场、机场、火车站等处广泛使用，大小方便，随时可用，深受广大消费者欢迎。

自动饮料售物机控制系统的设计

自动饮料售物机控制系统的设计

02
包括识别用户投币、选择饮料、取货等步骤，以及 如何处理用户取消操作或退款等异常情况。
03
自动饮料售物机应提供友好的人机界面，使用户能 够快速、方便地完成购买过程。
支付处理逻辑
01
支付处理逻辑是指自动饮料售物机如何处理用户的支付请求。
02
包括与支付系统对接、验证支付信息、处理支付成功或失败的
情况等步骤。
自动饮料售物机控 制系统的设计
目录
• 系统概述 • 硬件设计 • 软件设计 • 控制逻辑设计 • 安全设计 • 测试与调试
01
CATALOGUE
系统概述
设计目标
实现自动化售卖
保证商品质量
通过自动饮料售物机控制系统，能够 实现24小时无人值守的饮料售卖服务 ，提高售卖效率，降低人工成本。
系统应确保所售卖的饮料质量，防止 过期或劣质商品的销售，保障消费者 权益。
自动饮料售物机应支持多种支付方式，如现金、银行卡、移动
03
支付等，以满足不同用户的需求。
补货逻辑
1
补货逻辑是指自动饮料售物机如何进行补货和库 存管理。
2
包括监测库存量、自动下单、补货提醒等步骤， 以确保自动饮料售物机的正常运营。
3
自动饮料售物机应具备智能库存管理功能，以实 现快速、准确的补货和库存控制。
06
CATALOGUE
测试与调试
功能测试
功能测试
确保自动饮料售物机控制系统能够完成预设的功能， 如投币、出货、找零等。
异常处理测试
测试系统在异常情况下的表现，如投币后不出货、找 零错误等。
兼容性测试
测试系统在不同型号、品牌或配置的自动饮料售物机 上的兼容性。
压力测试
自动售饮料机设计

自动售饮料机设计

现代电路与系统设计姓名：王保健学号：1200030052自动售饮料机设计1设计要求的提出和功能的构想[1][2]①该饮料机能识别0.5元和1.0元两种硬币；②售出3种不同价格的饮料，饮料价格分别为2.5元、3.0元和3.5元；③具有找零功能；④购买者能自主选择所购买的饮料；⑤饮料机在每卖出一次饮料后能自动复位。

因为饮料的价格最高为3.5元，所以设计饮料机最多可接受4.0元的硬币。

2分析设计要求并画出原始状态图该自动售饮料机设有一个投币孔，通过传感器来识别两种硬币，给出两个不同的信号。

在此用half_dollar和one_dollar分别表示投入0.5元和1.0元硬币后电路接收到的两个信号；三个饮料选择按键choose01表示选择价格为2.5元的饮料，choose10表示选择价格为3.0元的饮料，choose11表示选择价格为3.5元的饮料；rest表示复位按键；有2个输出口分别为饮料出口dispense和找零出口out1；用s0表示初始状态，s1表示投入0.5元硬币时的状态，s2表示投入1.0元硬币时的状态，s3表示投入1.5元硬币时的状态，s4表示投入2.0元时的状态；clk 表示时钟信号；机器最多接受的钱币为4.0元。

当投入的钱币到达2.5元或高于2.5元时机器处于开始出售饮料的状态。

当到达 2.5元时如果选择购买 2.5元的饮料(choose01)则系统给出一个饮料，即dispense为高电平一次。

如果投入的钱币到达3.0元并且选择购买2.5元的饮料则系统显示给出一个饮料并找出1枚0.5元的硬币，即dispense为高电平一次out1为高电平一次。

如果选择购买3.0元的饮料(choose10)，则系统显示给出一个3.0元的饮料，即饮料输出信号dispense为高电平一次。

依次类推。

图1.1为本次设计所构想的状态图。

3程序设计根据上述对自动售饮料机逻辑状态的分析，编写程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity stmch1 isport(clk , rst ,half_dollar ,one_dollar: in std_logic;choose :in std_logic_vector(1 downto 0);out1 ,dispense: out std_logic);end stmch1;architecture behave of stmch1 istype state_values is (s0 , s1 , s2 ,s3 ,s4,s5 ,s6 , s7); signal state , next_state: state_values;beginprocess (clk , rst)beginif rst = '1' thenstate <= s0;elsif (clk'event and clk='1') thenstate <= next_state;end if;end process;process (state , half_dollar ,one_dollar ,choose) beginout1 <= '0';dispense<='0';next_state <= s0;case state iswhen s0 =>if (half_dollar='1') thennext_state <= s1;elsif (one_dollar='1' )thennext_state <= s2;else next_state <= s0;end if;when s1 =>if (half_dollar='1') thennext_state <= s2;elsif( one_dollar='1') thennext_state <= s3;else next_state <= s1;end if;when s2 =>if (half_dollar='1') thennext_state <= s3;elsif( one_dollar='1') thennext_state <= s4;else next_state <= s2;end if;when s3 =>if (half_dollar='1') thennext_state <= s4;elsif( one_dollar='1') thennext_state<=s5;else next_state <= s3;end if;when s4 =>if (half_dollar='1') thenif(choose="01") thendispense<='1';else next_state <= s4;end if;elsif( one_dollar='1')thenif(choose="01") thendispense<='1';out1<='1';elsif (choose="10") thendispense<='1';end if;else next_state<=s4;end if;when s5 =>if (choose="01") then dispense<='1'; elsif (choose="10") thenif (half_dollar='1')thendispense<='1';elsif(one_dollar='1')thendispense<='1';out1<='1';end if;else next_state<=s5;end if;when s6 =>if (choose="01") thendispense<='1';out1<='1';elsif (choose="10") then dispense<='1'; elsif (choose="11") thenif (half_dollar='1')thendispense<='1'; elsif(one_dollar='1')thendispense<='1';out1<='1';end if;else next_state<=s6;end if;when s7=>if (choose="11") thendispense<='1';else next_state<=s7;end if;end case;end process;end behave;4 仿真波形分析根据投币信息和购买类型的不同组合，会产生很多种输出波形。