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：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S0。(1) 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* ABQ1Q0000111100000x10101x111xxxx101xxxM ABQ1Q0000111100000x00100x111xxxx100xxxZ电路的状态方程、驱动方程、输出方程分别为Q1*=0Q0*= B+ Q0D1=0D0=B+ Q0M=A+ Q0B+ Q1Z1= 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+ Q1Q0*=B+ Q0D1=A+ Q0B+ Q1D0=B+ Q0N= 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+ Q1 Q0*=B+ Q0 D1= A+ Q0B+ Q1 D0= B+ Q0 Y= Q1A Z3= 0(二) 各部分电路图(1)情况的逻辑图(2)情况的逻辑图(3)情况的逻辑图（三）仿真图六、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