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课程设计实验报告 指导老师：陆金金 郑跃进 2012-04-23 目 录 设计课题………………………2 设计思路………………………2 所用器件………………………2 设计原理………………………2 逻辑电路部分……………………2 计数器部分……………………..6 显示部分……………………….9 工作过程及仿真………………10 总电路图……………………………….10 仿真过程………………………………..11 实验总结………………………11 1.问题与思考………………………11 2.实验总结………………………...12 参考文献……………………….12 一、设计课题 课题名称：《关于自动贩卖机的电子课程设计》 课题说明：题目要求设计一个自动售货机的逻辑电路及显示剩余量的电路。假设售货机只能识别一元硬币及五元纸币，且售货机只卖一种饮料，其价格为两元钱。同时，题目还要求显示找钱信息。 二、设计思路 由题目要求可知，可以将待设计的电路分为三大块：逻辑电路、计数电路及显示电路。 逻辑电路部分利用数字电路技术中卡诺图化简法将问题简化，再结合时序逻辑电路的分析方法进行设计。 计数电路部分可以利用两个减法计数器级联进行减法计数。 显示部分可以利用译码器加数码管的组合进行显示。 三、所用器件 74ls74*2（D触发器）、74ls32*4（两输入或门）、74ls02（两输入或非门）、sw-spst若干（开关）、74ls192*2（减法计数器）、74ls48*2（译码器）、数码管两个、时钟脉冲发生器一个、LED两个、电阻若干。 四、设计原理 (1)逻辑电路 由给定的逻辑功能确定电路应包含的状态，并画出状态表。 假设投币信号为输入逻辑变量，投入两元钱时（两个一元）用A=1表示，未投入时用A=0表示。投入一张五元钱用B=1表示，未投入时B=0。给出饮料及找钱为两个输出变量，分别以Y和Z表示。给出饮料时Y=1，不给出时Y=0；找钱时Z=1，不找钱时Z=0。 当然，需要假定通过传感器产生的投币信号（A或B）在电路转入新状态的同时随之消失。 设未投币前电路的初始状态为S，投入两元钱后电路状态为S（出饮料但是不找钱，同时输出Y=1，Z=0），投入五钱后电路状态为S（出饮料而且找钱，同时输出Y=1，Z=1）。 由上述假设我们可以得到电路的状态转换表（表1）。 表1 状态转换表 00 01 11 10 S S/00 S/11 x/xx S/10 S S/10 x/xx x/xx x/xx S S/11 x/xx x/xx x/xx 因为正常工作中不会出现AB=11的情况，所以与之对应的S及YZ均作约束处理。 取触发器的位数为n=2，以触发器的状态QQ的00、01、10、11分别代表S、S、S、S，则从状态转换表即可画出表示电路次态/输出（QQ/YZ）的卡诺图（表2）。因为正常工作时不出现QQ=11的状态，所以与之对应的最小项也作约束项处理。 表2 电路次态/输出卡诺图 00 01 11 10 00 00/00 10/11 xx/xx 01/10 01 01/10 xx/xx xx/xx xx/xx 11 xx/xx xx/xx xx/xx xx/xx 10 10/11 xx/xx xx/xx xx/xx 将表2的卡诺图分解，分别画出表示Q、Q、Y和Z的卡诺图。（见表3-表6） 表3 Q的卡诺图分析 00 01 11 10 00 0 1 X 0 01 0 x X x 11 X x X x 10 1 x X x 表4 Q的卡诺图分析 00 01 11 10 00 0 0 x 1 01 1 X x x 11 X X x x 10 0 X x x 表5 Y的卡诺图分析 00 01 11 10 00 0 1 x 1 01 1 X x x 11 X X x x 10 1 X x x 表6 Z的卡诺图分析 00 01 11 10 00 0 1 x 0 01 0 X x x 11 X X x x 10 1 X x x 这里我们选用D触发器，则根据上表的卡诺图可以写出以下状态方程、驱动方程和输出方程，分别为： Q= Q+B Q= Q+A Y= Q+A +Q+B Z= Q+B 注：当电路进入无效状态11以后，在无输入信号的情况下不呢不过自动返回有效循环，所以不能自启动。当AB=10或01时，电路在时钟信号作用下虽然返回有效循环中去，但结果错误。所以，在开始工作时，应将D触发器异步置零端加入低电平信号，将电路置零（电路中R端与AB开关分别相连）。 图1 逻辑电路部分电路图 注：上图中一元开关不参与逻辑功能。 （2）计数器部分 1、计数器的选取 首先，为了更清楚地显示剩余饮料数量，电路中