自动售邮票机的课程设计93.pdf

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1、-河 南 理 工 大 学 数 电 课 程 设 计 系别:电气工程系 班级：电信本 08-班 姓名:李敬 学号:080803006 指导老师：自动出售邮票机电路的设计 一设计参数：1.每次只允许投入一枚五角或一元的硬币，累计投入一元硬币给出一张邮票，如果投入一元五角硬币，则给出邮票的同时还应找回五角钱。2要求用边沿K 触发器和与非门实现,完成状态转换图、卡诺图化简、三个方程（驱动、输出、状态)、逻辑电路图。二设计目的：随着现代社会的发展，人类社会日趋走向一个物质文明社会。伴随着我国经济的迅速发展,人们生活水平日益提高，人们对各服务行业的自动化程序要求也就越来越高,作为服务行业的自动化装置，已经开

2、始进入到使用单位,自动售货机更是随处可见极大程度上方便了人们的生活。三设计要求:1.分析设计要求,明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案,绘制结构框图。2.确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 设计各单元电路。总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。四系统框图:-累加钱数要用数码管显示,显示两位即可。五.各单元电路的

3、设计:.硬币面值识别电路设计 分币仪是将两种硬币（一元、五角）,从一个孔投入，从各自的边口落出。在落出口中的两侧各有一个小孔，一侧装发光二级管D1，另一侧装接收光电三级管1,在没有硬币通过时。接收光电三极管有光照射,光电三极管导通,使三极管 T2 截止；当有硬币通过时,光电三极管瞬间无光照射。T1 截止，三极管 T2 导通,这时在 T2 端便产生一个负脉冲,这个负脉冲送给自动售货系统，电路图如下:.状态转换表 取投币信号为输入逻辑变量。投入一枚一元硬币时用 A=表示，未投时A=0。投入一枚五角硬币用 B=1 表示，未投入时=0。给出邮票和找钱为二个输出变量,分别用 Y、Z 表示。给出邮票时 Y

4、1，不给出邮票时 Y；找回一枚五角硬币时 Z=1,不找时 Z。假定通过传感器产生的投币信号（A=1 或=）在电路转入新状态的同时找钱 累加钱 给票 判 别 电 路 识 别 电 路-也随之消失,否则将被误认为一次投币信号。设未投币前电路的初始状态为0S,投入五角硬币以后为1S，投入一元硬币(包括投一枚一元硬币和两枚五角硬币人情况)以后为2S。因为这样工作中不会出现 AB1 的情况，所以与之对应的1nS。Y、Z均作约束项处理。状态变换表 3.状态转换图 由状态转换表可知，当己投入一元硬币,再投入一枚五角硬币后电路返回0S,同时输出为 Y,Z=0。即给出一张邮票，但不找钱；如果投入的是一枚一元硬币，

5、则电路也返回0S,同时输出为 Y=1,Z1。即给出一张邮票，且找回一枚五角硬币。因此，电路的状态数=3 己足够。故可画出如下图所示的状态转换图。-状态转换图 4卡诺图 令此触发器状态10QQ的0，0，1分别代表0S，1S,2S，则从状态转换图或状态转换表即可画出表示电路状态/输出(1110nnQQYZ,可卡诺图,如下图所示,因为正常工作时不出现10QQ=的状态,所以与之对应的最小项也作约束项处理。10nnQ Q 0 0 11 1 00 00/00 0/00 XX 10/00 1 0/00 10/00 XXX 001 1 XXX XX/XX XX/XX X/X 10 10/00 0/10 X/0

6、0/1 电路次态/输出(1110nnQQ/Z）的卡诺图 将上图中的卡诺图分解，分别画出 11nQ，10nQ,Y 和 Z 的卡诺图,如下图所示:AB 10nnQ Q 0 01 1 10 0 0 1 01 0 1 X 0-11 X X X 0 1 0 X 0 卡诺图的分解：X：10nnQ Q 00 01 10 00 0 X 0 01 0 X 0 11 X X X X 1 0 X 0 Y:AB 10nnQ Q 0 1 1 0 0 X 0 0 0 0 1 1 X 10 0 1 X 1 Z:A 10nnQ Q 00 0 1 1 0 0 0 X -01 00 11 10 01 0 0 0 1 X X X

7、10 0 0 X 1 触发器的选择 因为不同逻辑功能的触发器驱动方式不同，所以不同类型触发器设计出的电路也不一样,为此，在设计具体的电路前必须选定触发器的类型。选择触发器类型时应考虑到器件的供应情况,并应力求减少系统中使用的触发器种类。本方案依据设计要求选取了触发器。因为电路的状态数M=3,12（M)22，故取触发器的位数为=2 即可。2.6 逻辑电路图 现己选定 D 触发器，则从前一节的分解卡诺图可写出电路的状态方程,驱动方程和输出方程。状态方程:111100nQQ ABQ Q AQ B 10100nQQ Q BQ AB 驱动方程:11100DQ ABQ Q AQ B 0100DQ Q BQ

8、 AB 输出方程:110YQ BQ AQ A 1ZQ A 以上三个方程可画出它的状态转换图,如下所示 00/00 00/00 B/YZ 1/0 1/0 111 10/00 01/00 01/10 或 10/11-QQ0 0/0 00/0000 六自动出售邮票机整体电路设计:CLK Y .2 电路参数计算 状态方程：111100nQQ ABQ Q AQ B 10100nQQ Q BQ AB 驱动方程:11100DQ ABQ Q AQ B 0100DQ Q BQ AB 输出方程:110YQ BQ AQ A 1ZQ A 若 1nQ，0nQ=0。即原来没投入硬币-当 A=0,=0 时。Y,Z=那当不投

9、入硬币时,不给邮票也不找钱。当 A=0，=1 时,Y,Z=0 那当投入一枚五角硬币时，不给邮票，也不找钱。当 A=,0 时,Y=0,Z0 即当投入一格一元硬币时,不给邮票，也不找钱。当 A=1,=1 时，Y=1，Z=那当投入一枚一元硬币和一枚五角硬币时，给出一张邮票，但不找钱。若1nQ1,0nQ0。即原来已经投入一枚一元硬币 当 A=,B=时。Y=0,=.那当不投入硬币时,不给邮票也不找钱 当 A0，B=1 时,Y=1，=那当再投入一枚五角硬币时,给出一张邮票，但不找钱。当=,B=0 时,Y=，Z=1 那当再投入一枚一元硬币时,给出一张邮票。并找回一枚五角硬币，电路回到初始状态。3.3 整机电

10、路性能分析 该电路较为完整,功能也比较齐全,当投入硬币时。有数码显示所投入的钱数，若投入的钱数足够，将会自动给出一张邮票，找回所剩余的钱，并有指示灯提示给出邮票和找钱。同时该电路能够完成自启动，回到初始状态。当电路进入无效状态 11 以后，在无输入信号的情况下（即 A=00)不能自行返回有效循环,所以不能自启动。当01 或 AB=10 时,电路在时钟信号作用下虽然能返回有效循环中去,但收费结果是错误的。因此,在开始工作时应在异步置零端DR上加入低电平信号将电路置为0 状态。七.体会与总结：课设的过程是艰辛的，但是收获是巨大的。首先,我们再一次的加深巩固了对已有的知识的理解及认识;其次，我们第一

11、次将课本知识运用到了实际设计,使得所学知识在更深的层次上得到了加深。再次，因为这次课程设计的确在某些方面存有一定难度,我们无论是搜集、整理材料,还是判别逻辑关系，做状态转换。这对我们来讲都是一种锻炼，培养了我们理论与实际问题相结合的能力以及自学、查阅搜集资料的能力;再有,状态转换和卡诺图化减中,我曾经面临过失败、品味过茫然,但是最终我们还是坚持下来了,这就是意志、耐力上的胜利，在今后的日子里,它必将成为我们的宝贵财富。参考文献 实用电路精选 化学工业出版社 2 数字电子技术基础 高等教育出版社 3 电子线路实验 浙江大学出版社 模拟与数字电路基础实验 复旦大学出版社 5 设计逻辑实验技术 北京邮电大学出版 电子系统设计 高等教育出版社 7 电子技术选修实验 清华大学出版社 8 数字电路与逻辑设计 清华大学出版社 -