简易自动售货机的设计

1、沈阳航空航天大学课程设计（说明书）简易自动售货机的设计班级 / 学号 04070102/23 学 生 姓 名郭 明 闯指 导 教 师曹 阳沈阳航空航天大学课程设计任务书课 程 名 称 电子技术综合课程设计院（系） 自动化学院 专业 自动化专业 班级 04070102 学号 23 姓名 郭明闯 课程设计题目 简易自动售货机的设计课程设计时间 : 2012 年 12 月 24 日 至 2013 年 01 月 06 日 课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一台简易自动售货机。二、技术指标1、用模拟或数字电路设计一台自动售货机，所用电源为 220V 交流市电。2、可以实现收款，找零，出货，显示的功能

2、。3、用数码管实时显示所选购商品的种类，共 5 种价位 1 至 5 元。4、可收货币为一元、五元、十元三种 。三、设计要求1. 在选择器件时，应考虑成本。2. 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化） 。四、实验要求1根据技术指标制定实验方案；2. 仿真及硬件实验验证所设计的电路。3进行实验数据处理和分析。五、推荐参考资料1戴伏生主编 . 基础电子电路设计与实践 . M 北京：国防工业出版社，2002年2童诗白、华成英主编者 . 模拟电子技术基础 . M 北京：高等教育出版社，2006年指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评

3、定表评语、建议或需要说明的问题：成绩指导教师签字：日期：六、按照要求撰写课程设计报告：一、概述本设计是一套结构简单， 操作方便， 性能可靠的自动饮料售卖机产品。 自动 饮料售卖机电路设计采用选择商品电路、 投币累加电路、 统计卖出商品电路等四 个基本电路构成。 自动售货机在接受投入钱币后， 通过与商品价格比较， 确定是 否能够售出商品和把算出剩余的钱找回。 当商品输出后售货机自动把上次卖出商 品的价格和投入的钱币的总和清零， 这时才可以进行下次交易。 自动售货机还应 满足商家查看销售商品的总和及使其清零， 和控制该售货机进行整体复位。 该售 货机可以帮助商家更好的销售商品，并且节省人力，获得更

4、大的利润自动饮料售卖机是能够根据投入的钱币自动取出饮料的机器， 它是商业自动 化的常用设备，不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。现代的自动饮 料售卖机的种类、 结构和功能依出售的饮料种类而异。 钱币装置是自动饮料售卖 机的核心，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。 自动饮料售卖 机自动输出顾客所要的商品。因此，自动售货机在商业，食品行业越来越普及， 更方便消费者购买自己所需的商品。自动售卖机是本世纪 70 年代在日本、欧美发展起来的高新技术现代应用产 品，被称为 24 小时营业的微型超市，售货领域已扩

5、展至小食品、小用品、香烟、 电话卡、车票、邮票等。目前在 40多个国家已经广泛使用，日本平均每 23 人一 台，美国平均每 40 人一台，欧洲平均每 60人一台。在邻国日本， 70%份额的罐 装饮料市场是通过自动售货机售出的； 美国可口可乐公司拥有五十余万台饮料自 动售货机分布在世界各地。 通过自动售货机销售将成为商品零售业不可分割的重 要组成部分。、方案论证设计一个简易自动售货机可以实现收款，找零，出货，显示的功能用数码 管实时显示所选购商品的种类，共 5种价位 1至5元。可收货币为一元、五元、 十元三种 。方案一：此方案的主要芯片为 74283N，它的功能是先将商品金额转换为补码，再将补码

6、与投入金额相加，来达到计算找零金额的目的。图 1. 简易自动售货机的原理图方案二：此方案的主要芯片为 74LS192 减法器芯片，此芯片的功能为将投入金 额逐次减 1，直到剩余的数值与商品金额相等为止， 以此来达到找回零钱的目的图 2.简易自动售货机的原理图（ 2 ）方案分析： 经过对比，发现两个方案基本差别不大， 但方案一更加直观故选择方 案一进行如下的分析。三、电路设计1. 直流稳压电源电路图 3. 直流稳压电源电路直流稳压电源的作用在于将 220V 市电转换为 5V 实验室电压，以提供给实 验仪器工作。电源转换电路原件参数的选择：输入为 220V，50Hz 的单相交流电源，连接一个 25

7、：1 的变压器，型号为 TS_MISC_25_TO_1，由桥式整流电路将正弦波转换为馒头波，整流之后变为含 有交流成分的单一方向电压，图中 C1 用于抵消输入线较长时的电感效应，以防 止电路产生的自激振荡，其容量较小，一般选择小于 1uF 故电路中选 100nF。电 容 C2 用于消除输出电压中的高频噪声，在 LM7805 的输入端和输出端之间跨接 一个二极管，防止 C2 放电损坏稳压管。最后经过稳压管 LM7805KC 得到稳定准 确的直流稳压电源。2. 商品价格输入电路：图 4. 商品价格输入电路商品价格输入电路的作用在于将顾客所选购的商品的价格显示在数码管 中，且设定了一个确认按键， 一

8、经确认， 运算器即给出顾客投币是否满足商品价 格要求。此程序中模拟了 20种商品的购买， 分别为 15 元五种价位的商品， 每 种价位中还有 4 种不同类型的商品，共 20 种，但是因为技术原因，每次只能购 买一种商品。3. 投入金钱计数电路：图 5. 投入金钱计数电路投入金钱计数电路作用在于记录投入金钱的数量， 且用数码管显示， 其中包 含了一个补码加法器， 用于投入金额与商品金额的大小的比较。 同样由于技术原 因，只能投入 1 元、5 元和十元三种面值的钱币。4. 找回零钱处理电路：图 6. 找零处理电路找零处理电路的作用是将顾客投入的金额与商品金额比较， 若商品金额大于 投入金额，则不能

9、够出货，若商品金额小于投入金额，则可以输出商品，并实现 找零。找零是通过一个加法器， 将商品价格的补码加上投入金额来实现两者的相 减的。5.自动售货机 LED 电路：当顾客选择好商品并且投币后， LED 等将会点亮，来确认商品已经出售给 顾客。图 8. 使用状态 LED 指示电路当售货机通入电源可以使用时， 此 LED点亮。 当有顾客来购物时， 在顾客投 币的瞬间此 LED将会灭掉，以此来表示售货机正在使用中四、性能的测试：1.直流稳压电源电路的测试：图 9. 直流稳压电源的输出电压显示图 10.直流稳压电源的输出参数及波形2.商品价格输入电路测试：图 11.商品价格输入电路的显示由于模拟仪器

10、具有局限性，所以选择开关、四线输入与或门、异或门、锁存器 与数码管作为显示电路。当将开关“ 4”和开关“确定”闭合时，数码管将会显 示商品的价格为 4 元。3.投入金钱计数电路测试：图 12. 投入金额计数电路此部分同样采用开关、 异或门与数码管的组合。 当将“5 元”的开关闭合时， 数码管将显示投入金额 5 元。五、结论：本次设计目的在于设计一个自动售货机电路来模拟自动售货机的工作原 理。其实这个课题对我来说还是有一定难度的。 因为需要运用大量的电子技术知 识，但是课堂上的书本知识根本满足不了这次课程设计的要求。 所以自己还是花 费了相当大的功夫的。 但最后还是有一些功能不是很完善， 以至于

11、这个电路还有 很多缺陷所以根本难以应用到实际中去。 大部分的功能还是可以完成的。 所以这 次课设到这里就算是结束了。六、性价比：本次设计中使用的原件多为开关、 电阻、 电容等小器件， 见本上没有大型电 子元件，所以成本应该会很低。 但是性能总体来说还是不够完善， 所以性价比应 该一般。七、课设体会及合理化建议：转眼之间， 我已是大三的学生了， 大学生活已经过去了两年半了， 两年半来 很少有机会自己动手做点东西， 一直都是在学习课本上的理论知识， 能自己亲自 用自己学过的知识做些东西的机会很少， 正所谓“纸上谈兵终觉浅， 觉知此事要 躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够

12、的，所以 在模电、数电刚学完之际， 紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、 很必要的。 这样不仅能加深我们对电子电路的认识，而且还及时、真正的做到了学以致用。 入学以来， 这是我的第一次电子课程设计。 我心中充满了高兴与期望。 从最初的 高兴到迷茫到失败再到最后的成功。 在这两周我学会了很多。 特别是课堂上学不 到东西。起初拿到课题时， 我觉得很茫然， 因为大家的课题多多少少都会和资料中的 课题有点类似或者有的更是一摸一样， 而我却很难找到与我的题目类似的课设资 料，因此一度很是沮丧。但是经过问同学，我发现我的题目还是有规律可循的， 经过漫长的电路图设计过程， 终于将功能慢慢的实现， 并且在同

13、学的指导下我掌 握了测试的方法。于是我开始在设计软件上开始初步连接电路图，对 Multisim 的接线进行初步的试探， 然后逐步进行仿真测试， 最后整个电路图连通了。 但是 又有一个新的问题产生了， 逻辑功能不正确， 经过仔细分析后发现是加法器将输 入金额与商品金额的补码相加时出现了错误， 因此我在重新调整电路的连线就可 以解决问题了。在做完这些测试和修改后，重新搭接电路运行后电路正常工作。 当看到自己设计的电路正常工作时，心里有说不出的喜悦。在两个星期的课程设计中， 我曾失落过， 也曾一度热情高涨。 从开始时满富 盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样， 汗水

14、预示着结果也见证着收获。 劳动是人类生存生活永恒不 变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意 识到老一辈电子设计为我们的社会付出。 我想说， 设计确实有些辛苦， 但苦中也 有乐，在如今单一的理论学习中， 很少有机会能有实践的机会， 但我们可以通过 这次课程设计好好挺高一下自己的实际动手能力， 为以后出来找工作奠定一个良 好的基础。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合重要性， 只有理论知识是远 远不够的， 只有把所学的理论知识与实践相结合起来， 从理论中得出结论， 才能 真正为社会服务， 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 在设计的过 程中遇到问题，

15、 可以说得是困难重重， 这毕竟第一次做的， 难免会遇到过各种各 样的问题， 同时在设计的过程中发现了自己的不足之处， 对以前所学过的知识理 解得不够深刻，掌握得不够牢固。通过这次设计， 我对以前学过的的模电和数电知识进行了复习， 回顾；又通过自 动售饮料机的设计深入学习了 Multisim 软件的使用，对数字电路设计中的逻辑 关系、线路搭接问题等有了一定的认识， 对以前学的数字电路又有了一定的新认 识，温习了以前学的知识，但在设计的过程中，遇到了很多的问题，有一些知识 都已经不清楚了，但是通过一些资料又重新的温习了一下数字电路部分的内容。 在这次设计中也使我们的同学关系更进一步了， 同学之间互相帮助， 有什么不懂 的大家在一起商量， 听听不同的看法对我们更好的理解知识， 所以在这里非常感 谢帮助我的同学。 最后我也要感谢老师能给我这次锻炼的机会， 感谢老师对我的 细心教导。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些！参考文献1阎石著 . 数字电子技术基础 M. 北京：高等教育出版社， 2005年2 童诗白、华成英主编者 . 模拟电子技术基础 M. 北京：高等教育出版社， 2006年3 赵淑范、王宪伟主编 . 电子技术实验与课程设计 M. 北京：清华大学出版社， 2006年4孙肖子、邓建国主编 . 电子设计指南 M. 北京：高等教育出版社， 2006 年