EDA课程设计简易售货机.doc

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 简易售货机 院（系）： 基层教学单位： 学 号学生姓名专业（班级）设计题目简易售货机设计技术参数用数字开关设置大小在015内的购物金额和付款金额以十进制形式显示购物金额、付款金额和找零金额付款金额小于购物金额时蜂鸣5秒设计要求分别用4个拨码开关设置购物金额和付款金额用6个数码管显示购物金额、付款金额和找零金额用蜂鸣器蜂鸣提示付款金额不足工作量学会使用Max+PlusII软件和实验箱；独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；参加答辩并书写任务书。工作计划1. 了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；2. 学习使用实验箱，继续电路设计；3. 完成电路设计；4. 编程下载、连接电路、调试和验收；5. 答辩并书写任务书。参考资料数字电子技术基础.阎石 主编.高等教育出版社.EDA课程设计B指导书. 指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年 月 日 目 录第1章 摘要1第2章 引言2 第3章 基本原理与设计思路3第4章 设计说明与模块介绍5 4.1 显示模块5 4.2 蜂鸣器模块8 4.3 总体设计电路 10第5章 管脚锁定与硬件连线 14课程设计心得体会 17参考文献 18 第一章 摘 要本题目是设计简易售货机，首先要用数字开关设置大小在0-15内的购物金额和付款金额，然后要以十进制形式显示购物金额、付款金额和找零金额，若付款金额小于购物金额则蜂鸣5s。实现的关键在于三个方面：1将二进制的输入转化为十进制输出，用数码管显示，采用74283加法器构成BCD码加法器实现二进制数转化为十进制，以驱动数码管的显示，连线较简单；2 减法运算得出结果，结果为负数时，输出为0，采用74283加法器，将一个输入端与另一个输入端的补码相加，即可得到减法运算，然后利用其借位输出与减法运算的结果相与，再通过数码管输出；3 蜂鸣器响5秒，并能连续工作，利用74160加法计数器，频率1 HZ，计数5次，输出高电平以实现驱动蜂鸣器响5秒，蜂鸣期间，通过反馈利用TFF来实现对原来外部状态的锁存，避免外部状态改变使得蜂鸣器过早中断，以保证能够可靠工作。关键字：二-十进制、显示、74283、减法、74160、蜂鸣器。第二章 引 言售货机在我们的日常生活中随处可见，比如说我们去超市购物，收银员只要输入顾客的购物金额和付款金额，电脑就会自动的显示并计算出应找的钱数。从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。第三章 基本原理此简易售货机要解决的主要问题集中在：1将二进制的输入转化为十进制输出，用数码管显示；2 减法运算得出结果，结果为负数时，输出为0。3 蜂鸣器响5秒，并能连续工作。二进制的输入转化为十进制输出显示模块:方法1：有输入G4,G3，G2，G1，F4,F3，F2，F1共八个变量，输出S4，S3，S2，S1，根据真值表写出逻辑表达式，通过组合逻辑电路将二进制数转化为十进制。方法2：利用74283加法器构成BCD码加法器实现二进制数转化为十进制。考虑到输入变量很多，列写真值表，由简单的与门，与非门等组合逻辑电路，有些繁琐不便，故用封装好的74283进行组合构成BCD码加法器，连线比较简单。减法运算得出结果，结果为负数时，输出为0:方法1：利用74283加法器，将一个输入端与另一个输入端的补码相加，即可得到减法运算。然后，利用7485比较器，将两个输入端相比较，当结果大于等于0时，和减法运算结果相与，通过数码管输出。方法2：也是利用74283加法器得到减法运算，然后利用其借位输出与减法运算的结果相与，再通过数码管输出。由于方法1又增加了一个芯片，连接线路增加很多，不利于电路图的简洁，故采用方法2，简单可靠。蜂鸣器响5秒:利用74160加法计数器，频率1 HZ，计数5次，输出高电平以实现驱动蜂鸣器响5秒，蜂鸣期间，通过反馈利用TFF来实现对原来外部状态的锁存，避免外部状态改变使得蜂鸣器过早中断。第四章 设计说明与模块介绍4.1显示模块：二进制的输入转化为十进制输出显示表1 BCD码加法器真值表输 入输 出SUM4SUM3SUM2SUM1Y00000000100010000110010000101001100011101000010010101011011111001110111110111111 SUM2SUM1 SUM4SUM300011110000000010000111111100011图1 BCD加法器卡诺图其逻辑表达式为： Y=SUM4SUM3+SUM4SUM2S21= SUM4SUM3+SUM4SUM2+COUT (S21为最终的进位输出)BCD 加法器电路图：经封装创建元件后：其波形图：4.2蜂鸣器模块：蜂鸣器电路图：经封装创建元件后：其波形图：4.3总设计电路图：G4,G3，G2，G1表示四位数字开关表示物品的购物金额;F4,F3，F2，F1表示四位数字开关表示物品的付款金额;S24，S23，S22,S21,S14,S13,S12,S11表示物品的付款金额的数码管输出端;S244，S233，S222,S211,S144,S133,S122,S111表示物品的购物金额的数码管输出端;S2444，S2333，S2222,S2111,S1444,S1333,S1222,S1111表示物品的找零金额的数码管输出端。总波形图第五章 管脚锁定与硬件连线：1控制购物金额的4位数字开关：G4=PIN45，G3= PIN46，G2= PIN47，G1= PIN53； 2控制付款金额的4位数字开关：F4=PIN39，F3= PIN40，F2= PIN41，F1= PIN44；3显示购物金额的两个4位数码管：S244=PIN136， S233=PIN135， S222=PIN134， S211=PIN133， S144=PIN132， S133=PIN131， S122=PIN128， S111=PIN127;4显示付款金额的两个4位数码管：S24=PIN148， S23=PIN147， S22=PIN144， S21=PIN143， S14=PIN142， S13=PIN141， S12=PIN140， S11=PIN139;5显示找零金额的两个4位数码管：S2444=PIN90， S2333=PIN89， S2222=PIN88， S2111=PIN87， S1444=PIN86， S1333=PIN85， S1222=PIN83， S1111=PIN75;6 六个数码管的位控位分别锁定为：S1=PIN94, S2=PIN95, S3=PIN96, S4PIN97, S5=PIN99, S6=PIN100;7显示找零金额的数码管需要连线，在试验箱上的对应分别是：3D0=PIN75,3D1=PIN83,3D2=PIN85,3D3=PIN86,3D4=PIN87,3D5=PIN88,3D6=PIN89,3D7=PIN90;8时钟信号：CLK=PIN73;9蜂鸣器：FIVES=PIN38;课程设计心得体会短短的几天，虽然让我有前两天时间里着急上火，脑汁穷尽，为了本课题很晚才睡，但现在想来，真有种意犹未尽，重来一次的感觉。不是喜欢那种熬夜的紊乱生活，而是很长时间没有那么认真谨慎地专注于思考一个课题。将上学期的数字电子技术中理论知识应用到一个小小的实践中，理论联系实际，须得有强大的理论知识和对知识的深入理解，把握总体布局，整合全部电路，划分部分模块，深入子块分析，除此之外，我觉得，还需有将课题设计要求进行细致的问题抽象，转换成各个电路的研究，以及课题与现实实际问题充分对比，最后的设计要与人们生活中的某些行为习惯相符，因为设计的最初目标是为了解决人们生活中的不便和对已有产品的再次优化，以达到更加满足人们要求的目的。此次课题的设计，我遇到的瓶颈问题在第一次当购物金额大于付款金额时，蜂鸣器作用响五秒，然而当停止后，紧接着再输入一次购物金额大于付款金额，蜂鸣器不发生反应。须得中间间隔一次购物金额小于付款金额。关于这个问题，我一度认为现实生活中有售货员在旁边看着，不会有这种情况的出现，所以一直没有想出更好的解决办法。然而课设快要结束的时候，我觉得我错了，自动售货机又该怎么办，后来经过几次改进，终于算是简单地实现了，然而只是过了给定的期限，也没什么可遗憾的，态度很重要的。感觉对MAX+Plus2的学习还是太少，比如说其程序语言的描述这方面，还是一头雾水，没有涉及，等等。今后加强对理论，对软件的深入理解与学习吧。参考文献数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社.EDA课程设计B指导书.燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语：该生学习态度 （认真 较认真 不认真） 该生迟到、早退现象