自動販賣機課程設(shè)計--基于multisim12仿真軟件的自動販賣機的設(shè)計

1、<p>　　課程設(shè)計名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計 </p><p>　　題 目：基于Multisim12仿真軟件</p><p>　　的自動販賣機的設(shè)計 </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序電路的設(shè)計方法完成了一種自動

2、販賣機的設(shè)計，該販賣機能夠販賣三種商品，每種商品都有相應的指示燈顯示所投入的錢是否足夠購買該種商品，同時還具有找零功能。本文給出了設(shè)計中每個模塊的電路圖，并通過Multisim12進行了仿真，驗證了結(jié)果的可行性和正確性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自動販賣 時序邏輯 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)計要求············&

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

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

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)計電路圖及功能概述··························

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

15、83;············8</p><p>　　3.2 各部分元件功能簡述··················

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)計體會··················&#

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·············&#

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

25、p><b>　　綜述</b></p><p>　　自動售貨機是能根據(jù)投入的錢幣自動付貨的機器。自動售貨機是商業(yè)自動化的常用設(shè)備，它不受時間、地點的限制，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小時營業(yè)的微型超市。能分為三種：飲料自動售貨機、食品自動售貨機、綜合自動售貨機。</p><p>　　公元1世紀，希臘人希羅制造的自動出售圣水的裝置是世

26、界上最早的自動售貨機[2]。1925年美國研制出售香煙的自動售貨機，此后又出現(xiàn)了出售郵票、車票的各種現(xiàn)代自動售貨機?，F(xiàn)代自動售貨機的種類、結(jié)構(gòu)和功能依出售的物品而異，主要有糖果、飲料、報紙等自動售貨機。一般的自動售貨機由錢幣裝置、指示裝置、貯藏售貨裝置等組成。錢幣裝置是售貨機的核心，其主要功能是確認投入錢幣的真?zhèn)危诌x錢幣的種類，計算金額。如果投入的金額達到購買物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號，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，把顧客選擇的商品送至付貨口。一般售貨機的錢幣裝置由投幣口、選別裝置、確認錢幣真?zhèn)蔚臋z查裝置、計算金額的計算裝置和找錢裝置組成。70年代以來，出現(xiàn)了采用微型計算機控制的各種新型自動售貨機和利用信用卡代替錢幣并與計算機連接的更大規(guī)模的無人售貨系統(tǒng)，如無人自選商場、車站的自動售票和檢票系統(tǒng)、銀行的現(xiàn)金自動支付機等。</p><p>　　本文通過時序電路設(shè)計的方法設(shè)計了一種簡單地自動

28、販賣機，它能實現(xiàn)三種商品的販賣。</p><p><b>　　1 設(shè)計要求</b></p><p>　　1、掌握應用門電路和觸發(fā)器等實現(xiàn)時序邏輯電路-“自動販賣機控制系統(tǒng)”的設(shè)計方法，完成礦泉水、茶飲料和咖啡等販賣功能。</p><p>　　2、要求系統(tǒng)能夠自動完成：投幣識別-價格比較-選擇商品-輸出商品和退幣過程。</p>&l

29、t;p>　　3、自動販賣機實際要求：①自動販賣機可投入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當錢幣總額超過要買的商品時，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)自動計算剩余錢幣，并找回剩余零錢。</p><p><b>　　2 方案設(shè)計與分析</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)計與分析</p><p>　　2.2.1 指示燈部分</p><p>　　指示燈部分用時序電路實現(xiàn)，用JK觸發(fā)器構(gòu)成電路，分析設(shè)計過程如下</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>　　因為AB=11

34、時表示同時投兩枚硬幣，不符合現(xiàn)實，所以當做約束項處理。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</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不考慮。</p><p><b>　　b.邏輯表達式</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：用時序邏輯電路實現(xiàn)</p><p>　　具體設(shè)計方法與指示燈模塊電路設(shè)計相似，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>　　②選擇飲料（D=1）</p><p>　?、圻x擇咖啡（E=1）</p><p>　　根據(jù)

41、現(xiàn)實情況，這時無需找零。</p><p><b>　　卡諾圖化簡</b></p><p>　　①選擇礦泉水（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>　　③總的輸出方程為 P=Q3Q2B+Q3AB′+Q1Q0+Q0A+Q1B</p><p><b>　　c.電路圖</b></p><p>　

46、　3 電路設(shè)計電路圖及功能概述</p><p>　　3.1 電路設(shè)計電路圖</p><p>　　3.2 各部分元件功能簡述</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，使電路時刻監(jiān)測輸入的有無</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序電路的設(shè)計方法完成了一種自動販賣機的設(shè)計，并通過Multisim12仿真驗證了電路的正確性，電路符合設(shè)計要求。</p><p><b>　　6 課程設(shè)計體會</b></p><p>　　在設(shè)計的過程中遇到了很

49、多問題，首先是電路的設(shè)計計算過程較為繁瑣，有好多微妙之處極易出錯且不易查出，其次在畫電路圖的時候由于布線復雜混亂，一旦出錯很難查出。不過，在克服了這些小小的困難之后，收獲也十分可觀——對基礎(chǔ)知識的掌握更加牢固且有一定拓展；對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</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.<