自动贩卖机课程设计(DOC)

1、课程设计名称:电子技术课程设计目：基于Multisim12.仿真软件的自动贩卖机的设计学 期：2013-2014 .学年第一.2 学期.专 业：自动化班 级：12级.3.班姓 名：温亮学 号：1205010321指导教师：谢国民辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表评定指标标准评定合格不合格单元电路及合理性整体设计方案正确性评创新性仿真是否进行仿真疋标技术指标或性能符合设计要求有完成结果准设计报告格式正确内容充实语言流畅标准说明：以上三大项指标中，项或三小项合格，格。每大项中有两小视为总成绩合总成绩日期年月日摘要本文用JK触发器和基本逻辑门电路通过时序电路的设计方法完成了一种自 动贩卖机的设计，该

2、贩卖机能够贩卖三种商品，每种商品都有相应的指示灯显示 所投入的钱是否足够购买该种商品，同时还具有找零功能。本文给出了设计中每 个模块的电路图，并通过 Multisim12进行了仿真，验证了结果的可行性和正确 性。关键词：自动贩卖时序逻辑JK触发器Multisim12目录综述11设计要求22方案设计与分析22.1 逻辑抽象32.2 各部分单元电路的设计与分析 32.2.1指示灯部分2222商品输出部分52.2.3找钱部分53电路设计电路图及功能概述83.1电路设计电路图83.2 各部分元件功能简述94电路仿真及95结论126课程设计体会12附录13电路元器件清单13参考文献14辽宁工程技术大学电

3、子技术课程设计综述自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器。 自动售货机是商业自动化 的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的 商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。能分为三种：饮料自动售货 机、食品自动售货机、综合自动售货机。公元1世纪，希腊人希罗制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售 货机2。1925年美国研制出售香烟的自动售货机， 此后又出现了出售邮票、车票 的各种现代自动售货机。现代自动售货机的种类、结构和功能依出售的物品而异， 主要有糖果、饮料、报纸等自动售货机。一般的自动售货机由钱币装置、指示装 置、贮藏售货装置等组成。钱币装置是售货机

4、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。指示装置用以指示顾客所选商品的品种。 贮藏售货 装置保存商品，接收出售指示信号，把顾客选择的商品送至付货口。 一般售货机 的钱币装置由投币口、选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装 置和找钱装置组成。70年代以来，出现了采用微型计算机控制的各种新型自动 售货机和利用信用卡代替钱币并与计算机连接的更大规模的无人售货系统，如无人自选商场、车站的自动售票和检票系统、银行的现金自动支付机等。本文通过时序电路设计的方法设计了一种简单地自动贩卖机，它能实现三种商品的

5、贩卖。1温亮：基于 Multisim12仿真软件的自动贩卖机的设计1设计要求1、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。2 、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。3 、自动贩卖机实际要求：自动贩卖机可投入 1元和0.5元两种硬币； 所售矿泉水为1元，饮料1.5元，咖啡2两元。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；购买商品后，系统自动计算剩 余钱币，并找回剩余零钱。2方案设计与分析2.1逻辑抽象输入变量：A=1:投入一元硬币 A=0 :未投入一元硬币

6、B=1:投入五角硬币B=0 :未投入五角硬币C=1 :选择矿泉水 C=0 :未选择矿泉水D=1 :选择饮料D=0 :未选择饮料E=1 :选择咖啡E=0 :未选择咖啡输出变量：X=1 :矿泉水指示灯亮丫=1:饮料指示灯亮Z=1:咖啡指示灯亮M=1 :输出矿泉水N=1:输出饮料L=1 :输出咖啡P=1 :找回五角2.2各部分单兀电路的设计与分析2.2.1指示灯部分指示灯部分用时序电路实现，用 JK触发器构成电路，分析设计过程如下3辽宁工程技术大学电子技术课程设计a. 状态转换表表2-1指示灯部分状态转换表SS*/XYZAB00011110S0（ 00）S0/000S1/000>/ >x

7、S2/100S1 （01）S1/000S2/100>/ xxS3/110S2（ 10）S2/100S3/110X xxS0/111S3 （11）S3/110S0/111X xxX >xx因为AB=11时表示同时投两枚硬币，不符合现实，所以当做约束项处理。状 态S表示已投入钱数，以五角为单位。b. 状态转换图图2-1指示灯部分状态转换图01#c. 卡诺图化简Q1Q0AB000001 11 1000/00001/000xx xx10/10001/00010/100xx xx11/110辽宁工程技术大学电子技术课程设计1111/11000/111XX/ >xXX >xx101

8、0/10011/110XX/ XX00/111图2-2电路次态/输出（Q*QP7XYZ）卡诺图状态方程为Qi*=Qi A+Qi Q 0B+Q1A B + Q1Q0 A = Q( A+QoB) +Qi(A B + Qo A )Qo*=Qo B+Qob Q故驱动方程为J仁A+QoB K仁(A B +Qo ' A=(A+B)(Q °+A)Jo=BKo= ( B ) =B输出方程为X=Q 1+Q1 A+QoBY=Q 1Qo+QoA+Q 1B+Q1AZ=Q1A+Q1QoBd. 逻辑电路图222商品输出部分方案一：用组合逻辑电路实现a.逻辑真值表CDEXYZMNL1 0 00 1 00

9、0 11XXX1XXX11 0 00 1 00 0 1由于三种饮料只能选一种故其他项不考虑b. 逻辑表达式M=CXN=DYL=EZc. 逻辑电路图CD Ex Y z方案二：用时序逻辑电路实现具体设计方法与指示灯模块电路设计相似，这里不再赘述。方案比较与选择：方案一逻辑关系简单，与其他模块契合性好，故采用方案一2.2.3找钱部分a. 状态转换表选择矿泉水（C=DS*S/PAB00011110S0( 00)S0/0S1/0X XS2/0S1 (01)S1/0S2/0X XS3/1S2( 10)S2/0S3/1X XX XS3 (11)S3/1* XX XX X选择饮料（D=1）S*S/PAB000

10、11110S0 (00)S0/0S1/0X XS2/0S1 (01)S1/0S2/0X XS3/0S2 (10)S2/0S3/0X XS0/1S3 (11)S3/0S0/1X XX X选择咖啡（E=1）根据现实情况，这时无需找零b. 卡诺图化简19选择矿泉水（C=DQ1Q000011110AB0001111000/001/0XX X10/001/010/0XX X11/111/1XX XXX XXX X10/011/1XX XXX X图2-电路次态/输出（Qi*QP*/P）卡诺图状态方程为Q1 =A+Q1+QoB=Q1X (A+QoB) +Q1X1Q0 =Q0 'B+Q0B'故

11、驱动方程为J1=A+Q0BK 仁0J2=BK2 = B输出方程为P=Q1Q0+Q0A+Q 1B选择饮料(D=1)Q3Q200 0111 10AB0001111000/001/0XX X10/001/010/0XX X11/011/000/1XX XXX X10/011/0XX X00/1图2-电路次态/输出（Q3*Q2*/P）卡诺图状态方程为Q3*=Q3 a+Q3 Q2B+Q3A B + Q3Q2 A = Q3 ' (A+Q2B) +Q3(a 'B + Q2 A )Q2 =Q2 B+Q2B '故驱动方程为J仁A+Q2B K3=(A 'B '+Q2'

12、; A=(A+B)(Q 2+A)J2=BK2= ( B') 'B输出方程为P=Q3Q2B+Q3AB '总的输出方程为 P=Q3Q2B+Q3AB '+Q1Q0+Q0A+Q1Bc. 电路图3电路设计电路图及功能概述3.1电路设计电路图3.2各部分元件功能简述a. 用于模拟硬币投入的开关，A为一元，B为五角b. 用于模拟商品选择的开关，C、D E分别为矿泉水、饮料、咖啡c. 用于模拟可供选择商品的指示灯d. 用于模拟商品输出e. 用于模拟找零输出f. 脉冲发生器，使电路时刻监测输入的有无4电路仿真部分仿真结果如下：4J74-*Lj-I4Ar«*i 3 11

13、ahuriBAuJf-jAUXTA.WCCT2I74Wu±Mi_T-UMMM*&-* ! R-nU4C»*UM*WfHU-14AZL 钿 HuJiIT1:*TIT:I T :1:I 5结论本文用JK触发器和基本逻辑门电路通过时序电路的设计方法完成了一种自 动贩卖机的设计，并通过 Multisim12仿真验证了电路的正确性，电路符合设计 要求。6课程设计体会在设计的过程中遇到了很多问题，首先是电路的设计计算过程较为繁琐， 有 好多微妙之处极易出错且不易查出，其次在画电路图的时候由于布线复杂混乱， 一旦出错很难查出。不过，在克服了这些小小的困难之后，收获也十分可观对基础知识的掌握更加牢固且有一定拓展；对仿真软件的使用更加熟练自如。附录电路元器件清单元件个数74107N4555定时器1开关510nF电容10.2 p, F电容1