第一章 绪论
售货机的加深了解，新的消费方式也逐步促进了人们更高的文明素质,自动售货机的发展命运正在悄悄地发生着变化。原先,自动售货机由于不能识辨新币和功能比较单一,钱币有被卡的现象不时出现,安全性也不如现在,造成自动售货机被损坏的情况时有发生。如今，自动售货机可以做到同时制冷与加热，可以满足不同人群的消费需求
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。安全，透明的展示窗可以起到良好的广告效果。货币识别
技术也日趋完善，能够识别二十元以下（包括二十元）的所有币种，并且还能够识别货币的真假。控制系统更是方便智能，可以根据市场需求设定营业时间以及灯光的照明时间，节能效果极好。同时,还具备了一般的公务能力，统计，盘点，打印等功能是样样具备。
1.2 自动售货机的研究意义
随着中国经济的不断腾飞，居民收入显著增加，消费水平逐步攀升，社会智能化程度不断加深，人们的消费意识向智能高效，省时安全转变，自动售货机将以其独特的优势在经济腾飞浪潮中进一步在市场经济体制中获得更广泛的支持与欢迎。就其目前在中国的现状而言，自动售货机在中国的发展必然在未来几年中取得举足轻重的进步。时代的发展为自动售货机的普及奠定了良好的背景，然而自动售货机在中国的现状大大落后于欧美等发达国家。究其原因，第一，我国自动售货机的研发与普及较欧美国家起步晚是一个比较重要的因素，第二，国内自动售货机要普遍发展也有着相当的技术瓶颈。然而国内企业普遍缺乏自主创新能力，无法攻克自动售货机研究技术难题。
自动售货机市场在未来几年将极度繁华，然而国内的硬件设备还不具有迎接繁华时代到来的基础。目前我国分布的自动售货机大都为国外引进，外国技术容易遏制我国相关技术的发展。自动售货机作为一种集成度极高的高新产品，要想在国内普及国产自动售货机，必须解决各类技术问题，才有可能赶超欧美，实现自动售货机在中国的普及目标
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1.3 自动售货机的国内外研究现状
国内市场自动售货机仅仅引入不到十年，依然处于市场导入期，竞争相对来不是很激烈。自动售货机在国内处处充满着无限商机。截至2016年，国内自动售货机拥有量约为13万台，相对于14亿人口的国家，这个数字远远不能够满足消费者的需求。假如按中国现有的城市人口6.7亿人计算,平均每10000人中才有一台自动售货机。相对于东南亚，欧美西方发达国家拥有量是远远落后的。在很
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第一章 绪论
多的发达国家中，自动售货机的营业额可以占到零售业总额的百分之六十及以上，而且保持平均每年百分之五的增速。
大好的市场趋势，促使着自动售货机生产商和运营商不断改革其生产技术和运营成本。目前国内制造商共有一百家之多，运营商更是多达五十家之多。此外,国外巨头企业也开始进入中国市场[5]。日本自动售货机市场已经趋于饱和，其国内自动售货机行业老大--富士电气集团，世界规模最大的日本自动售货机运营商--日本饮料公司，已经开始觊觎中国这片尚未完全被开发的市场。无独有偶,美国自动售货机行业巨头De Amertek集团、恒新集团等行业巨头也开始在投放它们的产品，中国企业迎难而上，困难重重。
截至目前，相关企业已经开拓了四种销售模式。第一种是具有强大经济实力的专业运营商进行整体购买。第二种是合资或合作的形式,双方在某个市场上发掘出共同利益点，展开合作或者合资。利用资源优势，共同开拓市场。第三种是租赁给有意于自动售货机行业的创业者。第四种方式是生产厂家囊括生产，运营于一身。自动售货机的发展阶段如图1-1所示。
图1-1
另外,国内一些自动售货机企业为了提升产品竞争力,已经进入了自主创新模式。2004年,天津和重庆出现了一种通过手机就可以购物的自动售货机。用户不必现场缴纳现金，只需要在交话费的同时将货款一并结算即可，这种购物方式虽说不能够颠覆传统付费模式，但也在一定程度上冲击了传统购物模式的霸主地位。与此同时，中国自动售货机市场进入全新的e时代购物新模式。新平台基于无线通讯技术实现实时库存管理系统、电子结算、LCD大屏互动广告等几大新型功能
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1.4 自动售货机设计的主要内容
本文主要研究利用自动售货机来完成商品选择、投币计次、出货操作、led数码管显示等功能。主要完成了以下几个方面的工作：
1.对自动售货机的研究背景及其研究意义做了简短的分析。
2.对设计中用的EDA技术以及Verilog HDL语言、QuarterⅡ软件开发平台相关技术做了简单的介绍。
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第一章 绪论
3.在对自动售货机的整个控制系统进行了研究梳理之后，提出了售货机的整体设计方案。
4，对各个子模块功能的利用Verilog HDL语言程序的输入的方式进行了详细的分析设计，并且对每一个子模块进行了仿真测试，对其相对应的功能进行了验证。
5，最后对整个系统进行了仿真，对整个自动售货机的功能进行了验证。
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第二章 相关技术简介
第二章 相关技术简介
2.1 EDA技术简介
EDA（Electronic Design Automation）技术全称为电子设计自动化技术。这是一种高效的电子设计自动化工具，是随着集成电路和计算机技术飞速发展而应运而生的设计工具。它主要辅助设计以下三个方面的工作，一是集成电路设计，二是电子电路设计，三是印刷电路板设计。应用EDA技术，可以在计算机环境下进行模拟，检验，布图和测试。不仅可以节省开发成本，还可以很大程度的提升各种设计的质量。EDA技术的发展是与可编程逻辑器件，大规模集成电路设计，计算机技术和电子设计技术同步的。EDA技术的发展大致经历了以下三个阶段，第一个阶段是七十年代至八十年代的CAD（Computer Aided Design）阶段，逻辑仿真，PCB设计以及IC版图编辑均须设计人员手工进行计算。第二阶段是八十年代中后期的CAE(Computer Aided Engineering)阶段[6]。较CAD 阶段，增加了电路功能和结构设计，并且通过电气连接将二者连接在一起，实现了工程设计。第三阶段即九十年代的设计自动化阶段。此时的EDA技术已成一个完整的系统，设计师仅需给出工程的性能指标要求，EDA系统即可自动给出相关设计方案。到了21世纪，EDA技术更是发生了翻天覆地的变化。各项技术均日益成熟。 现代电子设计都需要借助计算机上的EDA相关软件进行，手工设计的时代已然被颠覆。EDA技术依赖性能强大的计算机。借助开发平台例如QuartusⅡ，输入相应的硬件描述语言程序，便能够自动的完成逻辑编译，化简，分割，综合，布局布线以及仿真测试，实现电子线路系统功能。EDA技术概括起来有以下几个主要特点[7]。
一是硬件语言设计输入。EDA系统输入方式包含硬件描述语言输入和原理图输入方式。而硬件语言输入方式在工程设计中占比在百分之七十以上。硬件语言描述方式的突出优点是:公开可利用性，设计与工艺无关，描述能力强，可以实现大规模的系统设计，设计的复用和继承性好。二是自顶向下的设计方法。其突出优点在于可以很大程度简化设计的复杂性，有利于在早期发现设计中的错误，提高设计的额一次成功率。三是逻辑综合与优化。其优点在于将高层次的系统设计自动的翻译成门级电路描述，实现了设计与工艺相互独立。四是开放性和标准性[8]。一个EDA系统只要建立了符合标准的开放式框架结构，就可以与其他工厂的电子设计工具一起工作。这样，设计者就可以充分利用相关资源，提高设计的质量。五是丰富的库。21世纪的EDA工具已经形成了一个较完整的库，
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第二章 相关技术简介
包含了元器件图形符号库，元器件模型库，工艺参数库，标准单元库，可复用的电路模块库以及IP库等等[9]。完整的库文件可以很大程度的提高设计效率。
2.2 Verilog HDL语言介绍
Verilog HDL和VHDL是目前世界上最流行的两种硬件描述语言(HDL:Hardware Description Language),被广泛地应用于基于可编程逻辑器件的项目开发。二者都是在20世纪80年代中期开发出来的,前者由Gateway Design Automation公司(该公司于1989年被Cadence公司收购)开发,后者由美国军方研发[10]。
Verilog HDL由C语言发展而来，继承了C语言设计的简介，高效和易用的特点。既可以用Verilog HDL语言来进行各种层次的逻辑设计，也可以进行数字系统的仿真测试，时序分析和逻辑综合。Verilog HDL语言已经成为ASIC设计领域的标准。适合于算法级，寄存器传输级，门级和版图级灯各层次设计描述[11]。Verilog HDL语言主要功能有以下几个：一是可描述顺序执行和并行执行的程序结构。二是使用延迟程序来清晰的表达控制过程的起止时间。三是提供了丰富的条件和循环程序结构。四是提供了完整的一套表示组合逻辑基本原件的描述与。较之于VHDL语言，Verilog HDL语言属于RTL硬件描述语言，只适合RTL级以及更低层次的门电路级设计。然而所有的硬件描述语言设计，最终都要转换成门电路级才能够实现布局布线。所以Verilog HDL语言程序的综合过程较VHDL简单[12]。
2.3 QuartusⅡ软件开发平台
QuartusⅡ是由Altera公司开发的一种EDA工具，是经过A+plus、然后到MAX+plus,再到MAX+plusⅡ发展而来的。QuartusⅡ支持多种输入方式，例如原理图输入，硬件编程语言输入等，在使用QuartusⅡ软件时，它会将设计人员设计好的硬件编程语言或者原理图等自动转换目标文件，最后将目标文件下载到器件中。通过DSP Builder工具，QuartusⅡ能很好的跟Matlab、Simulink等结合起来，从而能够方便快捷的实现不同的DSP系统的设计[13]。因为有着简单直接的入口和很强的设计能力，以及使用灵活、方便快捷的优点，所以很受广大设计者的青睐[14]。
QuartusⅡ软件有以下特点：
? 支持多平台的设计输入，结合其处理和验证功能使其成为一个全集化的
开发平台，让开发周期变短。
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