数字电子技术综合训练三 陈.doc

数字电子技术综合训练三 自动贩卖机姓名：陈亦健班级：自动化 12-2学号：1205010203一、设计目的掌握应用门电路和触发器等实现时序逻辑电路-“自动贩卖机控制系统”的设计方法，完成矿泉水、茶饮料和咖啡等贩卖功能二、设计要求 1、要求系统能够自动完成：投币识别-价格比较-选择商品-输出商品和退币过程2、自动贩卖机实际要求：①自动贩卖机可投入 1 元和 0.5 元两种硬币；②所售矿泉水为 1 元，饮料 1.5 元，咖啡 2 两元③当钱币总额超过要买的商品时，可购买商品指示灯亮；按下选择键，输出商品；④购买商品后，系统自动计算剩余钱币，并找回剩余零钱设计选中的物品在十秒内送到窗口外，当遇到坏的机器时，机器可实现报警机制3、成果形式：完成实现目标任务的状态图和状态转换卡诺图，提交比较方案以及电路原理图及仿真三、设计方案 方案一：是基于 PLC 的系统设计，它将交易过程分为几个模块，分别对这些模块编程进行程序过程设计，并进行控制过程设计以此达到目的 方案二：电路由 74ls74（D 触发器） 、两片 74ls192 制成减计数器、74ls48（译码器） 、数码管、LED、与非门、非门等组成通过编码器用数码管显示货物价格，最后将投币总值和货物价格一起通过减法器，做差值后显示，其值为找零钱数，用数码管显示。

四、方案对比：方案一利用了 PLC 系统操作过程比较繁琐，编程时容易出错，而且我们尚未接触这方面的知识，故不采用这种形式方案二采用自带的减法器，能显示各种出货以及找零情况，并且用数码管显示出来，界面干净简洁，操作方便所以采用方案二五、方案二具体设计内容： （一）设计原理：解：取投币信号为输入变量，投入一枚一元硬币是用 A=1 表示，未投入时 A=0，投入一枚五角硬币是用 B=1 表示，未投入时 B=0给出矿泉水、茶饮料、咖啡和找钱为四个输出变量，分别以 M、N、Y、Z(Z1、Z2、Z3、Z4)表示 “1”为给出饮品，不给时为“0” ；找回一枚五角硬币时 Z=1，不找时 Z=0假定通过传感器产生的投币信号（A=1 或 B=1）在电路转入新状态的同时也随之消失，否则将被误认作又一次投币信号设未投币前电路的初始状态为 S0，投入五角硬币以后为 S1，投入一元硬币后为 S2当投入的硬币超过所需硬币时电路返回 S01) 买矿泉水时状态转换表如表 1-1 表 1-1 状态转换表S*/MZ ABS00011110S0S0/00S1/00x/xxS0/10S1S1/00S0/10x/xxS0/11S2S0/10x/xxx/xxx/xx表 1-2 电路次态/输出的卡诺图ABQ1Q0000111100000/0001/00xx/xx00/100101/0000/10xx/xx00/1111xx/xxxx/xxxx/xxxx/xx1000/10xx/xxxx/xxxx/xx表 1-3 卡诺图的分解ABQ1Q0000111100000x00100x011xxxx100xxxQ1*ABQ1Q0000111100001x00110x011xxxx100xxxQ0*ABQ1Q0000111100000x10101x111xxxx101xxxMABQ1Q0000111100000x00100x111xxxx100xxxZ电路的状态方程、驱动方程、输出方程分别为Q1*=0Q0*= B+ Q01Q0QBAD1=0D0=B+ Q01Q0QBAM=A+ Q0B+ Q10QZ1= Q0A(2) 茶饮料时状态转换表如表 2-1S*/NZ ABS00011110S0S0/00S1/00x/xxS2/00S1S1/00S2/00x/xxS0/10S2S2/00S0/10x/xxS0/11同理可得 Q1*= A+ Q0B+ Q11Q0QBAQ0*=B+ Q01Q0QBAD1=A+ Q0B+ Q11Q0QBAD0=B+ Q01Q0QBAN= Q0A+ Q1A+ Q1BZ2= Q1A(3) 买咖啡时状态转换表如表 3-1S*/YZ ABS00011110S0S0/00S1/00x/xxS2/00S1S1/00S2/00x/xxS0/00S2S2/00S0/00x/xxS0/10同理可得 Q1*= A+ Q0B+ Q11Q0QBAQ0*=B+ Q0 1Q0QBAD1= A+ Q0B+ Q11Q0QBAD0= B+ Q01Q0QBAY= Q1AZ3= 0(二) 各部分电路图(1)情况的逻辑图U1A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U1B74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR40U3A74LS04DU3B74LS04DABU5A74LS51D81 12 139 10 11U3C74LS04D1 256U2A74LS08D U2B74LS08DU2C74LS08DU4A74LS27DU3D74LS04D10411123715MZ1813CLK9(2)情况的逻辑图U1A74LS04DU1B74LS04D U2A74LS51D81 12 139 10 11U3A74LS11DU3B74LS11DU4A74LS09DU4B74LS09DU4C74LS09DU5A74LS32DU5B74LS32DU6A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U6B74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4AB43761011121314U4D74LS09DU7A74LS09DU5C74LS32DU5D74LS32D5215161718191920NZ221CLKU1C74LS04D822(3)情况的逻辑图U1A74LS11DU1B74LS11DU2A74LS09DU3A74LS32DU3B74LS32DU4A74LS04DU4B74LS04DU5A74LS51D81 12 139 10 11U6A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U6B74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4ABCLK31011121314542U4C74LS04D1516689U2B74LS09D7117Y（三）仿真图U174LS192DA15 B1 C10 D9UP5QA3 QB2 QC6 QD7DOWN4~LOAD11~BO13 ~CO12CLR14U274LS192DA15 B1 C10 D9UP5QA3 QB2 QC6 QD7DOWN4~LOAD11~BO13 ~CO12CLR14VCC 5VU474LS48DA7 B1 C2 D6OA13OD10 OE9 OF15OC11OB12OG14~LT3 ~RBI5 ~BI/RBO4 GND8VCC16U574LS48DA7 B1 C2 D6OA13OD10 OE9 OF15OC11OB12OG14~LT3 ~RBI5 ~BI/RBO4 GND8VCC169101112131415161718U3A B C D E F GCAU6A B C D E F GCA19 20 21 22232425262728293031320U8C74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U5A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U2A74LS04DU4A74LS04DU1C74LS04DU2D74LS04DABU3D74LS51D81 12 139 10 11U6A74LS08D U6B74LS08DU6C74LS08DU7A74LS27DMZ1CLK6660656463 585756330J1Key = SpaceJ2Key = Space5元1元V11kHz 5 V 0VCCR15kΩR25kΩ120U9A74LS04DU9B74LS04DU9C74LS04DU10A74LS51D81 12 139 10 11U11A74LS11DU11B74LS11DU12A74LS09DU12B74LS09DU12C74LS09D U12D74LS09DU13A74LS32DU13B74LS32DU13C74LS32DU13D74LS32DU14A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U14B74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4ABU15A74LS09DNZ2CLK515048474246454443414039383736353476U16A74LS11DU16B74LS11DU17A74LS09DU17B74LS09DU18A74LS32DU18B74LS32DU19A74LS04DU19B74LS04DU19C74LS04DU20A74LS51D81 12 139 10 11U21A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U21B74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4ABCLKY777675747372717069676261 59554349六、心得体会课程设计是培养我们综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

这次课程设计可以说有很大的收获，自己在这学期的过程中随着数电课自己慢慢学习其他知识，自己运用课设这个机会运用自己所学，利用各种芯片与原件设计了这个自动贩卖系统，很有满足感。