自動售郵票機的課程設計(共9頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 河 南 理 工 大 學 數(shù)電課程設計 系別：電氣工程系 班級：電信本08-2班 姓名：李敬 學號：6指導老師： 自動出售郵票機電路的設計一設計參數(shù)：1.每次只允許投入一枚五角或一元的硬幣，累計投入一元硬幣給出一張郵票，如果投入一元五角硬幣，則給出郵票的同時還應找回五角錢。2.要求用邊沿JK觸發(fā)器和與非門實現(xiàn)，完成狀態(tài)轉換圖、卡諾圖化簡、三個方程（驅動、輸出、狀態(tài)）、邏輯電路圖。二設計目的：隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人類社會日趨走向一個物質文明社會。伴隨著我國經濟的迅速發(fā)展，人們生活水平日益提高，人們對各服務行業(yè)的自動化程序要求也就越來越高，作為服務行業(yè)的自動化裝置，已經開

2、始進入到使用單位，自動售貨機更是隨處可見極大程度上方便了人們的生活。三設計要求：1 .分析設計要求，明確性能指標。必須仔細分析課題要求、性能、指標及應用環(huán)境等，廣開思路，構思出各種總體方案，繪制結構框圖。2 .確定合理的總體方案。對各種方案進行比較，以電路的先進性、結構的繁簡、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。3 .設計各單元電路。總體方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個設計。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號的流向，采用左進右出的規(guī)律擺放各電路，并標出必要的說明。四系統(tǒng)框圖：找錢累加錢給票判 別 電 路識 別 電 路累加錢數(shù)

3、要用數(shù)碼管顯示，顯示兩位即可。五各單元電路的設計：1.硬幣面值識別電路設計分幣儀是將兩種硬幣（一元、五角），從一個孔投入，從各自的邊口落出。在落出口中的兩側各有一個小孔，一側裝發(fā)光二級管D1，另一側裝接收光電三級管T1 ，在沒有硬幣通過時。接收光電三極管有光照射，光電三極管導通，使三極管T2 截止；當有硬幣通過時，光電三極管瞬間無光照射。T1截止，三極管T2 導通，這時在T2 端便產生一個負脈沖，這個負脈沖送給自動售貨系統(tǒng)，電路圖如下：2.狀態(tài)轉換表取投幣信號為輸入邏輯變量。投入一枚一元硬幣時用A=1表示，未投時A=0。投入一枚五角硬幣用B=1表示，未投入時B=0。給出郵票和找錢為二個輸出變量

4、，分別用Y、Z表示。給出郵票時Y=1，不給出郵票時Y=0；找回一枚五角硬幣時Z=1，不找時Z=0。假定通過傳感器產生的投幣信號（A=1或B=1）在電路轉入新狀態(tài)的同時也隨之消失，否則將被誤認為一次投幣信號。設未投幣前電路的初始狀態(tài)為 ，投入五角硬幣以后為 ，投入一元硬幣（包括投一枚一元硬幣和兩枚五角硬幣人情況）以后為 。因為這樣工作中不會出現(xiàn)AB=11的情況，所以與之對應的。 Y、Z均作約束項處理。 狀態(tài)變換表 3.狀態(tài)轉換圖由狀態(tài)轉換表可知，當己投入一元硬幣，再投入一枚五角硬幣后電路返回，同時輸出為Y=1，Z=0。即給出一張郵票，但不找錢；如果投入的是一枚一元硬幣，則電路也返回 ，同時輸出為

5、Y=1,Z=1。即給出一張郵票，且找回一枚五角硬幣。因此，電路的狀態(tài)數(shù)=3己足夠。故可畫出如下圖所示的狀態(tài)轉換圖。 狀態(tài)轉換圖4卡諾圖令此觸發(fā)器狀態(tài)的00，01，10分別代表,，則從狀態(tài)轉換圖或狀態(tài)轉換表即可畫出表示電路狀態(tài)輸出（，可卡諾圖，如下圖所示，因為正常工作時不出現(xiàn)=1的狀態(tài)，所以與之對應的最小項也作約束項處理。000111100000/0001/00XX/XX10/000101/0010/00XX/XX00/1011XX/XXXX/XXXX/XXXX/XX1010/0000/10XX/XX00/11 電路次態(tài)/輸出（/YZ）的卡諾圖將上圖中的卡諾圖分解，分別畫出 ,Y和Z的卡諾圖，如

6、下圖所示： AB000111100000X10101X011XXXX1010X0卡諾圖的分解：X: A000111100001X00110X011XXXX1000X0Y: AB000111100000X00100X111XXXX1001X1Z:AB000111100000X00100X011XXXX1000X1觸發(fā)器的選擇因為不同邏輯功能的觸發(fā)器驅動方式不同，所以不同類型觸發(fā)器設計出的電路也不一樣，為此，在設計具體的電路前必須選定觸發(fā)器的類型。選擇觸發(fā)器類型時應考慮到器件的供應情況，并應力求減少系統(tǒng)中使用的觸發(fā)器種類。本方案依據設計要求選取了D觸發(fā)器。因為電路的狀態(tài)數(shù)M=3, 3（M） ，故取

7、觸發(fā)器的位數(shù)為n=2即可。2.6 邏輯電路圖現(xiàn)己選定D觸發(fā)器，則從前一節(jié)的分解卡諾圖可寫出電路的狀態(tài)方程，驅動方程和輸出方程。 狀態(tài)方程： 驅動方程： 輸出方程： 以上三個方程可畫出它的狀態(tài)轉換圖，如下所示 01001110 00/00 00/00 AB/YZ 01/00 10/10 10/11 10/00 01/00 01/10或 10/11 Q1Q0 01/10 00/00 00/00六自動出售郵票機整體電路設計：CLKAB Y3.2 電路參數(shù)計算狀態(tài)方程： 驅動方程: 輸出方程: 若 =0,=0。即原來沒投入硬幣當A=0,B=0時。 Y=0,Z=0.那當不投入硬幣時，不給郵票也不找錢。當

8、A=0,B=1時， Y=0,Z=0那當投入一枚五角硬幣時，不給郵票，也不找錢。當A=1,B=0時， Y=0,Z=0即當投入一格一元硬幣時，不給郵票，也不找錢。當A=1,B=1時， Y=1,Z=0那當投入一枚一元硬幣和一枚五角硬幣時，給出一張郵票，但不找錢。 若=1，=0。即原來已經投入一枚一元硬幣當A=0,B=0時。 Y=0,Z=0.那當不投入硬幣時，不給郵票也不找錢當A=0,B=1時， Y=1，Z=0那當再投入一枚五角硬幣時，給出一張郵票，但不找錢。當A=1,B=0時， Y=1,Z=1那當再投入一枚一元硬幣時，給出一張郵票。并找回一枚五角硬幣，電路回到初始狀態(tài)。3.3 整機電路性能分析該電路

9、較為完整，功能也比較齊全，當投入硬幣時。有數(shù)碼顯示所投入的錢數(shù)，若投入的錢數(shù)足夠，將會自動給出一張郵票，找回所剩余的錢，并有指示燈提示給出郵票和找錢。同時該電路能夠完成自啟動，回到初始狀態(tài)。當電路進入無效狀態(tài)11以后，在無輸入信號的情況下（即AB=00）不能自行返回有效循環(huán)，所以不能自啟動。當AB=01或AB=10時，電路在時鐘信號作用下雖然能返回有效循環(huán)中去，但收費結果是錯誤的。因此，在開始工作時應在異步置零端上加入低電平信號將電路置為00狀態(tài)。七體會與總結：課設的過程是艱辛的，但是收獲是巨大的。首先，我們再一次的加深鞏固了對已有的知識的理解及認識；其次，我們第一次將課本知識運用到了實際設計，使得所學知識在更深的層次上得到了加深。再次，因為這次課程設計的確在某些方面存有一定難度，我們無論是搜集、整理材料，還是判別邏輯關系，做狀態(tài)轉換。這對我們來講都是一種鍛煉，培養(yǎng)了我們理論與實際問題相結合的能力以及自學、查閱搜集資料的能力；再有，狀態(tài)轉換和卡諾圖化減中，我曾經面臨過失敗、品味過茫然，但是最終我們還是堅持下來了，這就是意志、耐力上的勝利，在今后的日子里，它必將成為我們的寶貴財富。參考文