自動(dòng)販賣機(jī)課程設(shè)計(jì)--基于multisim12仿真軟件的自動(dòng)販賣機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題 目：基于Multisim12仿真軟件</p><p>　　的自動(dòng)販賣機(jī)的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文用JK觸發(fā)器和基本邏輯門電路通過時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法完成了一種自動(dòng)

2、販賣機(jī)的設(shè)計(jì)，該販賣機(jī)能夠販賣三種商品，每種商品都有相應(yīng)的指示燈顯示所投入的錢是否足夠購買該種商品，同時(shí)還具有找零功能。本文給出了設(shè)計(jì)中每個(gè)模塊的電路圖，并通過Multisim12進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了結(jié)果的可行性和正確性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)販賣 時(shí)序邏輯 JK觸發(fā)器 Multisim12</p><p><b>　　目錄</b></p>&

3、lt;p>　　綜述··································

4、3;···················1 </p><p>　　1 設(shè)計(jì)要求············&

5、#183;···································2<

6、/p><p>　　2 方案設(shè)計(jì)與分析································

7、··········2</p><p>　　2.1 邏輯抽象·····················&#

8、183;······················3</p><p>　　2.2 各部分單元電路的設(shè)計(jì)與分析·······&

9、#183;··················3</p><p>　　2.2.1 指示燈部分············

10、··························2</p><p>　　2.2.2 商品輸出部分····

11、3;·······························5</p><p>　　2.2.3 找錢

12、部分····································&#

13、183;···5</p><p>　　3 電路設(shè)計(jì)電路圖及功能概述··························

14、3;·····8</p><p>　　3.1 電路設(shè)計(jì)電路圖·························

15、83;············8</p><p>　　3.2 各部分元件功能簡(jiǎn)述··················

16、················9</p><p>　　4 電路仿真及···············

17、83;······························9</p><p>　　5 結(jié)論·

18、83;····································&

19、#183;············12</p><p>　　6 課程設(shè)計(jì)體會(huì)··················&#

20、183;························12</p><p>　　附錄·······

21、83;····································&

22、#183;········13</p><p>　　電路元器件清單······················

23、83;··················13</p><p>　　參考文獻(xiàn)·············&#

24、183;·································14</p><

25、p><b>　　綜述</b></p><p>　　自動(dòng)售貨機(jī)是能根據(jù)投入的錢幣自動(dòng)付貨的機(jī)器。自動(dòng)售貨機(jī)是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，它不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能節(jié)省人力、方便交易。是一種全新的商業(yè)零售形式，又被稱為24小時(shí)營(yíng)業(yè)的微型超市。能分為三種：飲料自動(dòng)售貨機(jī)、食品自動(dòng)售貨機(jī)、綜合自動(dòng)售貨機(jī)。</p><p>　　公元1世紀(jì)，希臘人希羅制造的自動(dòng)出售圣水的裝置是世

26、界上最早的自動(dòng)售貨機(jī)[2]。1925年美國(guó)研制出售香煙的自動(dòng)售貨機(jī)，此后又出現(xiàn)了出售郵票、車票的各種現(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)?，F(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)和功能依出售的物品而異，主要有糖果、飲料、報(bào)紙等自動(dòng)售貨機(jī)。一般的自動(dòng)售貨機(jī)由錢幣裝置、指示裝置、貯藏售貨裝置等組成。錢幣裝置是售貨機(jī)的核心，其主要功能是確認(rèn)投入錢幣的真?zhèn)?，分選錢幣的種類，計(jì)算金額。如果投入的金額達(dá)到購買物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號(hào)，并找出余錢。指示裝置用以指示顧客所選商品的品種。貯

27、藏售貨裝置保存商品，接收出售指示信號(hào)，把顧客選擇的商品送至付貨口。一般售貨機(jī)的錢幣裝置由投幣口、選別裝置、確認(rèn)錢幣真?zhèn)蔚臋z查裝置、計(jì)算金額的計(jì)算裝置和找錢裝置組成。70年代以來，出現(xiàn)了采用微型計(jì)算機(jī)控制的各種新型自動(dòng)售貨機(jī)和利用信用卡代替錢幣并與計(jì)算機(jī)連接的更大規(guī)模的無人售貨系統(tǒng)，如無人自選商場(chǎng)、車站的自動(dòng)售票和檢票系統(tǒng)、銀行的現(xiàn)金自動(dòng)支付機(jī)等。</p><p>　　本文通過時(shí)序電路設(shè)計(jì)的方法設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單地自動(dòng)

28、販賣機(jī)，它能實(shí)現(xiàn)三種商品的販賣。</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、掌握應(yīng)用門電路和觸發(fā)器等實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯電路-“自動(dòng)販賣機(jī)控制系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)方法，完成礦泉水、茶飲料和咖啡等販賣功能。</p><p>　　2、要求系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成：投幣識(shí)別-價(jià)格比較-選擇商品-輸出商品和退幣過程。</p>&l

29、t;p>　　3、自動(dòng)販賣機(jī)實(shí)際要求：①自動(dòng)販賣機(jī)可投入1元和0.5元兩種硬幣；②所售礦泉水為1元，飲料1.5元，咖啡2兩元。③當(dāng)錢幣總額超過要買的商品時(shí)，可購買商品指示燈亮；按下選擇鍵，輸出商品；④購買商品后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算剩余錢幣，并找回剩余零錢。</p><p><b>　　2 方案設(shè)計(jì)與分析</b></p><p><b>　　2.1 邏輯抽象&l

30、t;/b></p><p><b>　　輸入變量：</b></p><p>　　A=1：投入一元硬幣 A=0：未投入一元硬幣</p><p>　　B=1：投入五角硬幣 B=0：未投入五角硬幣</p><p>　　C=1：選擇礦泉水 C=0：未選擇礦泉水</p><p>　　D=1：

31、選擇飲料 D=0：未選擇飲料</p><p>　　E=1：選擇咖啡 E=0：未選擇咖啡</p><p><b>　　輸出變量：</b></p><p>　　X=1：礦泉水指示燈亮</p><p>　　Y=1：飲料指示燈亮</p><p>　　Z=1：咖啡指示燈亮</p&g

32、t;<p><b>　　M=1：輸出礦泉水</b></p><p><b>　　N=1: 輸出飲料</b></p><p><b>　　L=1：輸出咖啡</b></p><p><b>　　P=1：找回五角</b></p><p>　　2.2

33、 各部分單元電路的設(shè)計(jì)與分析</p><p>　　2.2.1 指示燈部分</p><p>　　指示燈部分用時(shí)序電路實(shí)現(xiàn)，用JK觸發(fā)器構(gòu)成電路，分析設(shè)計(jì)過程如下</p><p><b>　　a.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表</b></p><p>　　表2-1 指示燈部分狀態(tài)轉(zhuǎn)換表</p><p>　　因?yàn)锳B=11

34、時(shí)表示同時(shí)投兩枚硬幣，不符合現(xiàn)實(shí)，所以當(dāng)做約束項(xiàng)處理。狀態(tài)S表示已投入錢數(shù)，以五角為單位。</p><p><b>　　b.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖</b></p><p>　　圖2-1 指示燈部分狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖</p><p><b>　　c.卡諾圖化簡(jiǎn)</b></p><p>　　圖2-2 電路次態(tài)/輸出（Q1*

35、Q0*/XYZ）卡諾圖</p><p><b>　　狀態(tài)方程為</b></p><p>　　Q1*=Q1′A+Q1′Q0B+Q1A′B′+Q1Q0′A′=Q1′（A+Q0B）+Q1(A′B′+Q0′A′)</p><p>　　Q0*=Q0′B+Q0B′</p><p><b>　　故驅(qū)動(dòng)方程為</b>

36、;</p><p>　　J1=A+Q0B K1=(A′B′+Q0′A′)′=(A+B)(Q0+A)</p><p>　　J0=B K0=（B′）′=B</p><p><b>　　輸出方程為</b></p><p>　　X=Q1+Q1′A+Q0B</p><p>　　Y=Q1Q0+Q0

37、A+Q1B+Q1A</p><p>　　Z=Q1A+Q1Q0B</p><p><b>　　d.邏輯電路圖</b></p><p>　　2.2.2 商品輸出部分</p><p>　　方案一：用組合邏輯電路實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　a.邏輯真值表</b></p&g

38、t;<p>　　由于三種飲料只能選一種故其他項(xiàng)不考慮。</p><p><b>　　b.邏輯表達(dá)式</b></p><p><b>　　M=CX</b></p><p><b>　　N=DY</b></p><p><b>　　L=EZ</b>

39、;</p><p><b>　　c.邏輯電路圖</b></p><p>　　方案二：用時(shí)序邏輯電路實(shí)現(xiàn)</p><p>　　具體設(shè)計(jì)方法與指示燈模塊電路設(shè)計(jì)相似，這里不再贅述。</p><p><b>　　方案比較與選擇：</b></p><p>　　方案一邏輯關(guān)系簡(jiǎn)單，與其

40、他模塊契合性好，故采用方案一。</p><p>　　2.2.3 找錢部分</p><p><b>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)換表</b></p><p>　?、龠x擇礦泉水（C=1）</p><p>　?、谶x擇飲料（D=1）</p><p>　?、圻x擇咖啡（E=1）</p><p>　　根據(jù)

41、現(xiàn)實(shí)情況，這時(shí)無需找零。</p><p><b>　　卡諾圖化簡(jiǎn)</b></p><p>　?、龠x擇礦泉水（C=1）</p><p>　　圖2- 電路次態(tài)/輸出（Q1*Q0*/P）卡諾圖</p><p><b>　　狀態(tài)方程為</b></p><p>　　Q1*=A+Q1+Q

42、0B=Q1′×（A+Q0B）+Q1×1</p><p>　　Q0*=Q0′B+Q0B′</p><p><b>　　故驅(qū)動(dòng)方程為</b></p><p>　　J1=A+Q0B K1=0</p><p>　　J2=B K2=B</p><p><b&g

43、t;　　輸出方程為</b></p><p>　　P=Q1Q0+Q0A+Q1B</p><p>　?、谶x擇飲料（D=1）</p><p>　　圖2- 電路次態(tài)/輸出（Q3*Q2*/P）卡諾圖</p><p><b>　　狀態(tài)方程為</b></p><p>　　Q3*=Q3′A+Q3′Q2

44、B+Q3A′B′+Q3Q2′A′=Q3′（A+Q2B）+Q3(A′B′+Q2′A′)</p><p>　　Q2*=Q2′B+Q2B′</p><p><b>　　故驅(qū)動(dòng)方程為</b></p><p>　　J1=A+Q2B K3=(A′B′+Q2′A′)′=(A+B)(Q2+A)</p><p>　　J2=B

45、K2=（B′）′=B</p><p><b>　　輸出方程為</b></p><p>　　P=Q3Q2B+Q3AB′</p><p>　?、劭偟妮敵龇匠虨?P=Q3Q2B+Q3AB′+Q1Q0+Q0A+Q1B</p><p><b>　　c.電路圖</b></p><p>　

46、　3 電路設(shè)計(jì)電路圖及功能概述</p><p>　　3.1 電路設(shè)計(jì)電路圖</p><p>　　3.2 各部分元件功能簡(jiǎn)述</p><p>　　a.用于模擬硬幣投入的開關(guān)，A為一元，B為五角</p><p>　　b.用于模擬商品選擇的開關(guān)，C、D、E分別為礦泉水、飲料、咖啡</p><p>　　c.用于模擬可供選擇商品

47、的指示燈</p><p>　　d.用于模擬商品輸出</p><p>　　e.用于模擬找零輸出</p><p>　　f.脈沖發(fā)生器，使電路時(shí)刻監(jiān)測(cè)輸入的有無</p><p><b>　　4 電路仿真</b></p><p><b>　　部分仿真結(jié)果如下：</b></p&g

48、t;<p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　本文用JK觸發(fā)器和基本邏輯門電路通過時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法完成了一種自動(dòng)販賣機(jī)的設(shè)計(jì)，并通過Multisim12仿真驗(yàn)證了電路的正確性，電路符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　6 課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)的過程中遇到了很

49、多問題，首先是電路的設(shè)計(jì)計(jì)算過程較為繁瑣，有好多微妙之處極易出錯(cuò)且不易查出，其次在畫電路圖的時(shí)候由于布線復(fù)雜混亂，一旦出錯(cuò)很難查出。不過，在克服了這些小小的困難之后，收獲也十分可觀——對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握更加牢固且有一定拓展；對(duì)仿真軟件的使用更加熟練自如。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　電路元器件清單</b>&

50、lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　[1] 百度百科</b></p><p>　　[2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）高等教育出版社，2006.1</p><p>　　[3] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].第五版.北京：高等教育出版社，2005.323.<