eda課程設(shè)計---簡易售貨機

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>　　題目： 簡易售貨機 </p><p>　　學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　年級專業(yè)： 10級檢測一班 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　課程設(shè)計（論文）

2、任務(wù)書</p><p>　　院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實驗中心 </p><p><b>　　年 月 日 </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章</b></p

3、><p>　　摘要…………………………………………………………………………………4</p><p><b>　　第2章 </b></p><p>　　引言…………………………………………………………………………………4 </p><p>　　基本原理……………………………………………………………………………4</p&g

4、t;<p><b>　　第4章 </b></p><p>　　參數(shù)設(shè)計及運算……………………………………………………………………5</p><p><b>　　4.1</b></p><p>　　二進制轉(zhuǎn)化為十進制………………………………………………………………5</p><p>&l

5、t;b>　　4.2</b></p><p>　　兩個輸入端做減法運算……………………………………………………………6</p><p><b>　　4.3</b></p><p>　　加入比較器…………………………………………………………………………8</p><p><b>　　4.4<

6、/b></p><p>　　蜂鳴器………………………………………………………………………………9</p><p><b>　　4.5</b></p><p>　　設(shè)計總電路圖………………………………………………………………………10</p><p><b>　　4.6</b></p>

7、;<p>　　波形仿真圖…………………………………………………………………………11</p><p><b>　　第5章</b></p><p>　　管腳鎖定及硬件連線 ……………………………………………………………12</p><p><b>　　第6章</b></p><p>　　

8、課程設(shè)計總結(jié) ……………………………………………………………………12</p><p>　　參考文獻 ………………………………………………………………………………13</p><p><b>　　第1章 摘要</b></p><p>　　現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心是EDA（Electronic Design Automation）技術(shù)。EDA就是

9、依賴功能強大的計算機，在EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL（Hardware Deｓｃｒｉｐｔion Language）為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計文件，自動地完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)總和（布局布線），以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，直至實現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。售貨機在我們的日常生活中隨處可見，比如說我們?nèi)コ匈徫?，收銀員只要輸入顧客的購物金額和付款金額，電腦就會自動的顯示并計算出應(yīng)找的錢數(shù)，自動的找出零錢

10、。</p><p><b>　　第2章 引言</b></p><p>　　EDA技術(shù)是以計算機為工具完成數(shù)字系統(tǒng)的邏輯綜合、布局布線和設(shè)計仿真等工作。電路設(shè)計者只需要完成對系統(tǒng)功能的描述,就可以由計算機軟件進行系統(tǒng)處理,最后得到設(shè)計結(jié)果,并且修改設(shè)計方案如同修改軟件一樣方便。利用EDA工具可以極大地提高設(shè)計效率。利用硬件描述語言編程來表示邏輯器件及系統(tǒng)硬件的功能和行

11、為，是EDA設(shè)計方法的一個重要特征。這次的題目就是設(shè)計簡易售貨機，首先要用數(shù)字開關(guān)設(shè)置大小在0~15內(nèi)的購物金額和付款金額，然后要以以十進制形式顯示購物金額、付款金額和找零金額，若付款金額小于購物金額則蜂鳴5s。</p><p><b>　　第3章 基本原理</b></p><p>　　這次的題目是設(shè)計簡易售貨機，解決的問題也并不復(fù)雜，仔細研究主要集中在兩個核心問題

12、上：（1）將二進制的輸入轉(zhuǎn)化為十進制并用數(shù)碼管顯示。（2）對兩個二進制輸入做減法運算，結(jié)果也用數(shù)碼管輸出。（3）蜂鳴器工作5s。</p><p>　　針對于以上的問題，首先是根據(jù)真值表寫出邏輯表達式，通過組合邏輯電路將二進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進制。因為要做減法運算，為了得到四位減法器，利用74283四位超前進位加法器，將一個輸入端與另一個輸入端的補碼進行相加即可實現(xiàn)。其次，考慮到如果當被減數(shù)的付款金額小于購物金額時的情況

13、，在輸入端口利用7485四位數(shù)字比較器，在正常情況下不影響差值結(jié)果，如果被減數(shù)小于減數(shù)，無論輸入為多少其結(jié)果皆為0，同</p><p>　　時蜂鳴器工作3s。最后，我們要使購物金額，付款金額，找零金額在6個數(shù)碼管中分別顯示出來。</p><p>　　第4章 參數(shù)設(shè)計及運算</p><p>　　4.1二進制轉(zhuǎn)化為十進制</p><p>　　根

14、據(jù)要求用4位數(shù)字開關(guān)（A,B,C,D）控制兩個數(shù)碼管（共八個引腳 十位</p><p>　　X3,X2,X1,X0, 個位 Y3,Y2,Y1,Y0）可得真值表如下：</p><p>　　根據(jù)真值表寫出邏輯表達式：</p><p>　　表示十位 : X3=0 個位: Y3=B'C'D</p><p

15、>　　X2=0 Y2=BC+CD'</p><p>　　X1=0 Y1=BD'+B'CD</p><p>　　X0=(B+C)D Y0=A</p><p>　　根據(jù)邏輯表達式畫出組合邏輯電路圖如下：</p><

16、;p>　　為了應(yīng)用方便與清晰，將上電路圖模塊化：</p><p>　　此模塊可實現(xiàn)二進制轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)碼管輸出</p><p>　　4.2兩個輸入端做減法運算</p><p>　　為了得到兩個四位二進制輸入相減的效果，可利用74283四位超前進位加法器，將一個輸入端和另一個輸入端的補碼進行加法即可。購物金額的四位輸入端（YF0,YF1,YF2,YF3）作為減數(shù)

17、，要進行補碼運算,付款金額的四位輸入端（SF3，SF2，SF1，SF0）作為被減數(shù)，找零四位輸入端為（SUM4,SUM3,SUM2,SUM1）作為差值。</p><p>　　74283的真值表：</p><p><b>　　此電路圖如下：</b></p><p><b>　　4.3加入比較器</b></p>

18、<p>　　考慮到如果當被減數(shù)的付款金額小于購物金額時的情況，在輸入端口利用7485四位數(shù)字比較器，在正常情況下不影響差值結(jié)果，如果被減數(shù)小于減數(shù)，無論輸入為多少其結(jié)果皆為0。</p><p>　　比較器的八位輸入分別是購物金額和付款金額，7485有三個輸出端口：</p><p>　　ALBO（YF<SF） AEBO (YF=SF) AGBO (YF>SF)&

19、lt;/p><p>　　當購物金額YF小于付款金額SF時，有ALBO（YF<SF）端口輸出高電平1，購物金額YF大于或等于付款金額SF時，有ALBO（YF>SF）端口輸出低電平0，此時AGBO輸出1，連接蜂鳴器模塊，可完成蜂鳴，再讓輸出端ALBO分別與找零金額的每個輸出端口相與，即可達到要求的目的。</p><p>　　7485的真值表：4</p><p&g

20、t;<b>　　電路圖如下：</b></p><p><b>　　4.4蜂鳴器</b></p><p>　　當付款金額小于購物金額的話，蜂鳴器開始響，五秒鐘結(jié)束，本設(shè)計利用74160十六進制計數(shù)器控制時間。74160為同步十六進制計數(shù)器，通過時鐘信號觸發(fā)從零開始計數(shù)，計到十五，進位端輸出高電平同時狀態(tài)回到零重新計數(shù)。芯片有異步置零端和異步置位，可

21、以接小于十六進制的任意進制計數(shù)器。</p><p>　　計數(shù)器本次設(shè)計用1HZ的始終頻率，用一個74160接成5進制計數(shù)器，進位端取反與時鐘信號相與，接到74160的時鐘信號輸入端口。當有進位時，即進位輸出為1時，取反為0，與始終信號相與后仍然是0。由于沒有時鐘信號的輸入，74160停止工作，技術(shù)停止。從開始到計數(shù)停止時間為5秒。</p><p>　　7485的AGBO輸出端，既與7416

22、0的CLRN（異步置零端）相連，又和74160進位取反后的輸出相與后接蜂鳴器。當付款小于購物時，AGBO輸出1與進位取反相與為1，即蜂鳴器開始響。計數(shù)器開始工作，5秒之后，進位端輸出為1，取反為0，與時鐘信號相與為0，計數(shù)器停止工作，同時蜂鳴器停止蜂鳴。</p><p>　　74160真值表如下：</p><p>　　蜂鳴器控制電路圖如下：</p><p><

23、b>　　4.5設(shè)計總電路圖</b></p><p>　　YF0 YF1 YF2 YF3 YF4四位數(shù)字開關(guān)表示物品的購物金額</p><p>　　SF0 SF1 SF2 SF3 四位數(shù)字開關(guān)表示物品的付款金額</p><p>　　P20P21P22 P23P30P31P32P33表示物品的購物金額的數(shù)碼管輸出端</p><p&

24、gt;　　P00P01P02P03P10P11P12P13表示物品的付款金額的數(shù)碼管輸出端 </p><p>　　P40P41P42P43P50P51P52P53表示物品的找零金額的數(shù)碼管輸出端</p><p><b>　　4.6 波形仿真圖</b></p><p>　　（1）二進制轉(zhuǎn)化為十進制組合邏輯電路仿真</p><

25、p>　　( 2 ) 總電路仿真</p><p>　　上圖代表了三種情況分別是付款金額等于購物金額，付款金額小于購物金額，付款金額大于購物金額。</p><p>　　第5章 管腳鎖定及硬件連線</p><p>　　1.控制購物金額的4位數(shù)字開關(guān)：SF0=PIN44,SF1=PIN41,SF2=PIN40SF3=PIN39</p><p>

26、　　2.控制付款金額的4位數(shù)字開關(guān)：YF0=PIN53,YF1=PIN47,YF2=PIN46,YF3=PIN45</p><p>　　2.顯示付款金額的兩個4位數(shù)碼管：P13= PIN136N，P12=PIN135，P11=PIN134，P10=PIN 133, P03=PIN132，P02= PIN 131，P01=PIN 128，P00=PIN127</p><p>　　顯示找零金額

27、的兩個4位數(shù)碼管：P40=PIN75,P41=PIN83,P42=PIN85,P43=PIN88,P50=PIN87,P51=PIN88,P52=PIN89,P53=PIN90</p><p>　　6個數(shù)碼管的位控位分別鎖定為：</p><p>　　P70=PIN94,P71=PIN95,P72=PIN96,P73PIN97,P74=PIN99,P75=PIN100</p>

28、<p>　　3.時鐘信號：SHIZHONG=PIN92,</p><p>　　蜂鳴器：FENGMING=38</p><p>　　4,其中顯示購物金額的數(shù)碼管需要連線，在試驗箱上的對應(yīng)分別是：3D0=PIN75，</p><p>　　3D1=PIN83,3D2=PIN85,3D3=PIN88,3D4=PIN87,3D5=PIN88,3D6=PIN89,3D

29、7=PIN90</p><p>　　第六章 課程設(shè)計總結(jié)</p><p>　　五天的課程設(shè)計在緊張的節(jié)奏中結(jié)束了，想想過去的五天，有做不出結(jié)果時的煩躁，有柳暗花明又一村的喜悅?？偟膩碚f這五天雖然時間比較短，但是在大學(xué)生活中算是比較印象深刻的。 </p><p>　　課設(shè)第一天的時候，有接觸新東西的新鮮感，但是拿到自己的任務(wù)書，

30、看到自動售貨機五個字樣的時候，頓時感覺無從下手，不過經(jīng)過一段時間的分析發(fā)現(xiàn)這個課題的難點就三個，第一是二進制轉(zhuǎn)換成十進制，鑒于數(shù)字是十五以內(nèi)的，為了思路明確，我就用組合邏輯電路實現(xiàn)這一功能；第二是怎么樣通過減法實現(xiàn)找零這一功能，此時想到數(shù)電學(xué)習(xí)的時候只講到了加法，我就仔細復(fù)習(xí)這一塊的知識，發(fā)現(xiàn)兩個二進制數(shù)相減，可以轉(zhuǎn)變成被減數(shù)加上減數(shù)的補碼，即可以通過加法器74283實現(xiàn)減法的功能。第三是現(xiàn)實中可能出現(xiàn)付款金額小于支付金額的時候，所以又

31、加入一個7485減法器，輸出端接蜂鳴器，提醒付款金額不足。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，讓我數(shù)字電路的知識又有了新的理解，學(xué)會了利用eda這強大的軟件，把數(shù)電只是應(yīng)用到生活中去。在試驗箱上檢驗的時候又鍛煉了我的動手能力，可能一個微小的錯誤，導(dǎo)致不會得到預(yù)想的結(jié)果。</p><p>　　最后感謝老師在這五天里對我的細心指導(dǎo)和耐心講解。</p><p><