论文-自动贩卖机核心电路课程设计报告.docVIP

自动贩卖机核心电路课程设计报告 小组成员： 2 任务分配： 实验题目 自动贩卖机核心电路设计 （1）三种商品（咖啡、可乐、橙汁）可供选择，价格分别是3元、2元、1元。一次只能买一件商品。投钱后选择商品并按确认键，得到商品并找零钱。 （2）两个投币口： 1元和5元，最多投5元。如果钱不够，则自动退款。 （3）有取消功能（即按下取消键，就无条件退款） 根据设计需要自行确定输入和输出 设计过程 设计思路 根据题目要求，该电路的输入及输出比较多。输入包括：I1(投币1元)、I5（投币5元）、cafeiin(选择咖啡)、kelein(选择可乐)、chengzhiin(选择橙汁)、确认、取消。输出为三种商品的输出和退钱。由于输入较多，若整体设计会非常麻烦。 自动贩卖机核心电路在工作过程中，可以分为两个相对比较独立的部分：投币部分和选择商品部分。前一部分包括I1、I2两个输入，且为时序电路部分；后一部分包括其他几个输入，为组合电路部分。这样分成两个部分来就能对电路设计进行一定的简化。 投币部分：设置6个状态S0~S5，分别表示初始状态、投币1元......投币5元。且分别用000、001......101表示。其状态转移表如下图所示： 题目要求最多投币5元、所以将输入（1、1）设为无效输入，投币多于5元时返回初始状态。 该部分电路图如下： 选择商品部分： 选择商品电路部分的核心是通过锁存器把把咖啡、可乐、橙汁还有是否找钱的信号锁住，等待确认键一到，立刻实现输出商品和找钱与清零的功能。 根据题设情景，咖啡、可乐、和橙汁的信号不会同时有效，所以分析时可以独立考虑。 画出状态输出表如下： 与投币部分综合后总的电路如下： （2）电路搭建结果 即上图综合后的电路图： （3）实验波形及波形分析 仿真了可能出现的三种情况： 投的钱过多，输出商品然后退钱；投入4个1元、选择可乐然后点确认，结果输出可乐并“退钱”。 直接退钱；投入1个5元钱、直接点取消，则输出为“退钱”。 投的钱刚好，只用输出，不用退钱；投入3个1元钱、选择咖啡然后点确认，结果输出咖啡并且未“退钱”。 得到的结果和理论分析的一致，电路功能正确！ 实验心得 对于比较复杂的或者输入端比较多的电路设计，可以考虑将它分为几个相对较独立的模块，然后一个模块一个模块得做，这样能够简化对电路分析，效率更高。 用时序分析图可以检查所设计电路是否能够达到要求，实现题目要求的功能。若由时序图发现所设计电路有问题，可进一步根据卡诺图分析是哪里出错了。例如再设计该实验的时序电路部分时，发现时序图的输出只有Q1变化，Q2、Q3始终为零，所以知道是这两个触发器的D端之前的组合电路，即“下一状态”部分有问题。 三态门的输出端有高电平、低电平、高阻三种状态，需要审慎使用。 在进行电路设计的时候，卡诺图真的很有用，根据功能写出状态转移表、然后画出卡诺图，就能设计出具体的电路。 因为这个电路设计被分成了两部分、由两人完成，并且这两部分并不是完全独立的，所以两个人在设计的过程中要衔接好，前一部分对后一部分有什么要求等等都要统一。