簡易售貨機課程設計

1、<p>　　課 程 設 計 說 明 書</p><p>　　題目： 簡易售貨機 </p><p>　　學院（系）： 電力系統 </p><p>　　年級專業(yè)： 09電力1班 </p><p>　　課程設計（論文）任務書</p&g

2、t;<p>　　院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 </p><p>　　說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。</p><p>　　2011年12 月16 日 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章

3、 摘要…………………………………………………………………………………4</p><p>　　第2章 引言…………………………………………………………………………………4 </p><p>　　第3章 基本原理……………………………………………………………………………5</p><p>　　第4章 參數設計及運算………………………………………………………………

4、……5 4.1 二進制轉化為………………………………………………………………………5</p><p>　　4.2 兩個輸入端做減……………………………………………………………………7</p><p>　　4.3 加入比較器…………………………………………………………………………8 4.4 設計總電路圖………………………………………………………………………9</p>

5、;<p>　　4.5 波形仿真圖………………………………………………………………………10</p><p>　　第5章 管腳鎖定及硬件連線……………………………………………………………12</p><p>　　第6章 結論 ………………………………………………………………………………13</p><p>　　心得體會 …………………………………

6、…………………………………………………13</p><p>　　參考文獻 ……………………………………………………………………………………18</p><p><b>　　第1章 摘要</b></p><p>　　現代電子設計技術的核心是EDA（Electronic Design Automation）技術。EDA就是依賴功能強大的計算機，在

7、EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL（Hardware Deｓｃｒｉｐｔion Language）為系統邏輯描述手段完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結構總和（布局布線），以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，直至實現既定的電子線路系統功能。售貨機在我們的日常生活中隨處可見，比如說我們去超市購物，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找的錢數，自動的找出零錢。</p>

8、<p><b>　　第2章 引言 </b></p><p>　　EDA技術是以計算機為工具完成數字系統的邏輯綜合、布局布線和設計仿真等工作。電路設計者只需要完成對系統功能的描述,就可以由計算機軟件進行系統處理,最后得到設計結果,并且修改設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計效率。利用硬件描述語言編程來表示邏輯器件及系統硬件的功能和行為，是EDA設計方法的

9、一個重要特征。這次的題目就是設計簡易售貨機，首先要用數字開關設置大小在0~15內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。</p><p><b>　　第3章 基本原理</b></p><p>　　這次的題目是設計簡易售貨機，解決的問題也并不復雜，仔細研究主要集中在兩個核心問題上：（1）將二進制的輸入轉化為十進制并用數碼管顯示（2）

10、對兩個二進制輸入做減法運算，結果也用數碼管輸出。針對于以上的問題，首先是根據真值表寫出邏輯表達式，通過組合邏輯電路將二進制數轉化為十進制。因為要做減法運算，為了得到四位減法器，利用超前進位加法器，將一個輸入端與另一個輸入端的補碼進行相加即可實現。最后為了更加完善，在兩個輸入端口加入比較器，對于購物金額和付款金額在現實中的考慮，更加實用些。</p><p>　　首先，要設計個電路圖，使輸入的二進制轉化為十進制。&l

11、t;/p><p>　　然后，為了得到分別代表購物金額和付款金額的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。</p><p>　　其次，考慮到如果當被減數的付款金額小于購物金額時的情況，在輸入端口利用7485四位數字比較器，在正常情況下不影響差值結果，如果被減數小于減數，無論輸入為多少其結果皆為0。</p><

12、p>　　最后，我們要使購物金額，付款金額，找零金額在1到6號數碼管中分別顯示出來。 </p><p>　　第4章 參數設計及運算</p><p>　　4.1二進制轉化為十進制</p><p>　　根據要求用4位數字開關（A,B,C,D）控制兩個數碼管（共八個引腳 十位</p><p>

13、　　X3,X2,X1,X0, 個位 Y3,Y2,Y1,Y0）可得真值表如下：</p><p>　　根據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>　　X2=0 Y2=BC+CD'</p>

14、<p>　　X1=0 Y1=B'D+B'CD</p><p>　　X0=(B+C)D Y0=A</p><p>　　根據邏輯表達式畫出組合邏輯電路圖如下：</p><p>　　為了應用方便與清晰，將上電路圖模塊化：</p><p>　　此模

15、塊可實現二進制轉化為十進制數碼管輸出</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（PRICE4,PRICE3,PRICE2,PRICE1）作為減數，要進行補碼運算,付款金額的四位輸入端（P4，P3，P2，P1）作為被減數，找零

16、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><p>　　考慮到如果當被減數的付款金額小于購物金額時的情況，在輸入端口利用7

17、485四位數字比較器，在正常情況下不影響差值結果，如果被減數小于減數，無論輸入為多少其結果皆為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（PRICE<PAY） AEBO (PRICE=PAY) AHBO (PAICE>PAY)</p><p>　　當購物金額PRICE

18、小于付款金額PAY時，有ALBO（PRICE<PAY）端口輸出高電平1，購物金額C大于或等于付款金額P時，有ALBO（PRICE<PAY）端口輸出低電平0，只要讓輸出端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><b>　　7485的真值表：</b></p><p><b>　　電路圖如下：</b>

19、</p><p>　　4.4 設計總電路圖</p><p>　　PRICE0 PRICE1 PRICE2 PRICE3 四位數字開關表示物品的購物金額</p><p>　　PAY0 PAY1 PAY2 PAY3 四位數字開關表示物品的付款金額</p><p>　　z7 z6 z5 z4 z3 z2 z1 z0 表示物品的購物金額的數碼管輸入

20、端</p><p>　　d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0表示物品的付款金額的數碼管輸入端</p><p>　　w7 w6 w5 w4 w3 w2 w1 w0表示物品的找零金額的數碼管輸入端</p><p><b>　　4.5 波形仿真圖</b></p><p>　　（1）二進制轉化為十進制組合邏輯電路仿真&

21、lt;/p><p><b>　　總電路仿真 </b></p><p>　?。?）付款金額小于購物金額的情況仿真</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位數字開關：PAY0=PIN39， PAY1=PIN40， PAY2=PIN41， PAY3=PIN44 </p>

22、<p>　　控制付款金額的4位數字開關：PAY0=PIN45， PAY1=PIN46， PAY2=PIN47， PAY3=PIN53</p><p>　　2.顯示購物金額的兩個4位數碼管：L7=PIN196，L6=PIN195，L5=PIN193，L4=PIN192</p><p>　　L3=PIN191，L2=PIN190，L1=PIN189，L0=PIN187</p

23、><p>　　顯示購物金額的兩個4位數碼管:z7=PIN148，z6=PIN147， z5=PIN144， z4=PIN143</p><p>　　z3=PIN142， z2=PIN141， z1=PIN140， z0=PIN139</p><p>　　顯示付款金額的兩個4位數碼管：d7= PIN136N，d6=PIN135，d5=PIN134，d4=PIN 133

24、 </p><p>　　d3=PIN132，d2= PIN 131，d=PIN 128，d0=PIN127</p><p>　　6個數碼管的位控位分別鎖定為：</p><p>　　KS1=PIN94,KS2=PIN95,KS3=PIN96,</

25、p><p>　　KS4=PIN97,KS5=PIN99,KS6=PIN100</p><p>　　3,其中顯示找零金額的數碼管需要連線，在試驗箱上的對應分別是：3D0=PIN173，</p><p>　　3D1=PIN175,3D2=PIN177,3D3=PIN187,3D4=PIN190,3D5=PIN192,3D6=PIN195,3D7=PIN197</p&g

26、t;<p>　　第6章 課程設計總結</p><p>　　就要結束這一周的EDA課程設計了，在這充實的一個星期里，在老師們的指導下，我學習到了許多的知識。回首這幾天，雖然我們一開始都挺緊張的，但當我看到自己努力完成的設計任務（簡易售貨機），從機箱中成功的實現它的所有功能，我真的感到由衷的快樂。</p><p>　　剛拿到簡易售貨機的題目時，我沒有太多的好想法。爾后經過仔細的分

27、析，把問題的突破口找到了。在解決第一個問題時，將二進制轉化為十進制的問題，我利用真值表組合邏輯電路，后算出邏輯表達式。第二個問題出在找零時怎么做減法，利用微機原理課上學過的將減數的二進制補碼加一，可以將其轉化為加法計算出差值來，因為要加一，就將74283的進位標志CIN接入高電平。最后為了考慮到實際中可能會出現付款金額不夠支付購物金額的情況，因此加入比較器，使在此情況下找零顯示皆為零。</p><p>　　通過對

28、于自動售貨機的設計，我學會了EDA軟件并能自己獨立使用，還增強了自己獨立思考的能力，同時認識到EDA強大的優(yōu)勢，讓我對于電路設計產生了許多興趣。在學習設計的過程中，讓我們不斷的進步與創(chuàng)新。希望以后在工作中能派上它的用場。</p><p>　　這是我的第一次課程設計，通過EDA的課程設計，學會了使用MAX+PIUS2軟件，學會了運用以前學過的知識，進行程序設計，使我們對電氣元件有了更深的學習。它讓我認識到理論的成功