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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08-2班 姓名：李敬 学号：320808030206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JK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，已经开始进
2、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：找钱累加钱给票判 别 电 路识 别 电 路累加钱数要用
3、数码管显示，显示两位即可。五各单元电路的设计：1.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T1 ，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：2.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=1表示，未投时A=0。投入一枚五角硬币用B=1表示，未投入时B=0。给出邮票和找钱为二个输出变量，分
4、别用Y、Z表示。给出邮票时Y=1，不给出邮票时Y=0；找回一枚五角硬币时Z=1，不找时Z=0。假定通过传感器产生的投币信号（A=1或B=1）在电路转入新状态的同时也随之消失，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 ，投入五角硬币以后为 ，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 。因为这样工作中不会出现AB=11的情况，所以与之对应的。 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，同时输出为Y=1，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，则电路也返回 ，同时输出为Y=
5、1,Z=1。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的00，01，10分别代表,，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（，可卡诺图，如下图所示，因为正常工作时不出现=1的状态，所以与之对应的最小项也作约束项处理。000111100000/0001/00XX/XX10/000101/0010/00XX/XX00/1011XX/XXXX/XXXX/XXXX/XX1010/0000/10XX/XX00/11 电路次态/输出（/YZ）的卡诺图将上图中的卡诺图分解，分别画出 ,Y和Z的卡诺图，如下图
6、所示： AB000111100000X10101X011XXXX1010X0卡诺图的分解：X: A000111100001X00110X011XXXX1000X0Y: AB000111100000X00100X111XXXX1001X1Z:AB000111100000X00100X011XXXX1000X1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D触发器。因为电路的状态数M=3, 3（M） ，故取触发
7、器的位数为n=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： 驱动方程： 输出方程： 以上三个方程可画出它的状态转换图，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 00/00六自动出售邮票机整体电路设计：CLKAB Y3.2 电路参数计算状态方程： 驱动方程: 输出方程: 若 =0,=0。即原来没投入硬币当A=0,B=0时。 Y=0,Z=0.那当不投入硬币时，不给邮票也不找钱。当A=
8、0,B=1时， Y=0,Z=0那当投入一枚五角硬币时，不给邮票，也不找钱。当A=1,B=0时， Y=0,Z=0即当投入一格一元硬币时，不给邮票，也不找钱。当A=1,B=1时， Y=1,Z=0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=1，=0。即原来已经投入一枚一元硬币当A=0,B=0时。 Y=0,Z=0.那当不投入硬币时，不给邮票也不找钱当A=0,B=1时， Y=1，Z=0那当再投入一枚五角硬币时，给出一张邮票，但不找钱。当A=1,B=0时， Y=1,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 整机电路性能分析该电路较为
9、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AB=00）不能自行返回有效循环，所以不能自启动。当AB=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上加入低电平信号将电路置为00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，我们第一次将课本知识运用到了实际设计，使
10、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1 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4 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6 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
