简易售货机可以复位操作Word文档下载推荐.docx
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专业（班级）
生物医学工程1班
设计题目
简易售货机
设
计
技
术
参
数
●用数字开关设置大小在0~15内的购物金额和付款金额
●以十进制形式显示购物金额、付款金额和找零金额
●付款金额小于购物金额时蜂鸣5秒
要
求
●分别用4个拨码开关设置购物金额和付款金额
●用6个数码管显示购物金额、付款金额和找零金额
●用蜂鸣器蜂鸣提示付款金额不足
工
作
量
●学会使用Max+PlusII软件和实验箱；
●独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；
●参加答辩并书写任务书。
划
1.了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；
2.学习使用实验箱，继续电路设计；
3.完成电路设计；
4.编程下载、连接电路、调试和验收；
5.答辩并书写任务书。
考
资
料
《数字电子技术基础》.阎石主编.高等教育出版社.
《EDA课程设计B指导书》.
指导教师签字
陈白李婷
基层教学单位主任签字
李鑫滨
说明：
此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
年月日
第1章设计说明3
1.1BCD数码管十进制数显式实现模块3
1.2付款金额与购物金额减法运算模块5
1.3付款金额与购物金额比较实现蜂鸣器控制模块5
第2章简易售货机原理图及实现7
第3章波形仿真验证8
3.1二—十进制转换显示仿真图8
3.2付款金额与购物金额减法运算仿真图8
3.3付款金额与购物金额比较实现蜂鸣器控制仿真图9
3.4简易购物机原理仿真图9
第4章管脚锁定及硬件连线10
4.1管脚锁定说明10
4.2硬件连线说明11
第5章总结11
参考文献11
第1章设计说明
EDA课程设计的题目为简易售货机，需要实现的功能有：
（1）用数字开关设置大小在0~15内的购物金额和付款金额；
（2）以十进制形式显示购物金额、付款金额和找零金额；
（3）付款金额小于购物金额时蜂鸣5秒。
针对题目要求,可以分别建立模块符号实现各个功能。
通过设计逻辑电路实现二进制数与十进制数的转换，可以在两位数码管上显示出两位十进制数。
因此根据真值表搭建出逻辑电路，实现功能一。
若要实现余额显示则需要将购物金额与付款金额进行做差，设计减法器进行减法操作，利用74238四位超前进位加法器，将一个输入端与另一个输入端的补码进行相加即可实现减法操作。
蜂鸣器的工作条件为付款金额小于购物金额，则需要比较器进行比较两个金额的大少，这里采用7485四位二进制比较器采集两金额大小信息控制蜂鸣器工作。
蜂鸣器蜂鸣时间为5秒，因此需要引入计数器74160进行计数控制，从而达到蜂鸣器的时间控制。
利用拨码开关作为购物金额和付款金额的输入端口，将上述三个模块进行合理的组合即可实现简易售货机。
下面将分模块进行设计说明：
1.1BCD数码管十进制数显式实现模块
模块任务：
实现用数字开关设置大小在0~15内的购物金额和付款金额，并且使其相应的数码管上以十进制数显示以及实现找零金额在相应数码管上显示。
根据8421BCD数码管的特性，只需要给相应数码管四位二进制数的输入即可实现数码管的显示控制。
若实现两位十进制数的显示，则需要两个独立的数码管。
因此购物金额、付款金额以及找零金额的显示应各需要两个独立的数码管。
四位二进制数即可实现0~15的16个数控制，因此购物金额和付款金额只需要四个拨码开关就能够实现金额的输入。
实验箱内的静态数码管1~6为内锁型，因此只需要给相应数码管各4各二进制输入即可实现七段数码管显示。
四位二进制数进行十进制数显示的真值表如下表所示：
数码管显示输入端
数码管显示
十位端
个位端
十进制数
D
C
B
A
X4
X3
X2
X1
Y4
Y3
Y2
Y1
十
个
2
3
4
5
6
7
8
9
根据卡诺图进行化简可以得到各个逻辑表达式如下：
数码管显示十位端:
X3=0X2=0X1=0X0=（B+C）D
数码管显示个位端:
Y3=B'
C'
DY2=BC+CD'
Y1=BD'
+B'
CDY0=A
根据以上逻辑表达式可以进行二进制数与十进制数进行转换的电路如下：
图1二—十进制转换电路图图2二—十转换模块图
如图1为根据逻辑表达式设计的逻辑电路，其中左侧输入端口A、B、C、D为四位二进制输入，右侧输出端X4、X3、X2、X1、Y4、Y3、Y2、Y1分别为数码管的输入端口即控制数码管的段选情况，从而实现数码管十进制数的现实。
为了使用方便生成图2所示的二—十进制转换模块。
1.2付款金额与购物金额减法运算模块
实现付款金额与购物金额进行减法运算，并将结果以十进制数显示在数码管上。
用拨码开关进行付款金额和购物金额的输入为四位二进制数，若实现两者相减，则需要构造4位的二进制减法器。
减法器是在加法器的基础上进行设计的，原理为：
将减法的减数以补码形式输入加法器即可实现两数相减，表达式如下：
Y3Y2Y1Y0=C3C2C1C0-D3D2D1D0=C3C2C1C0+（D3D2D1D0）补
选用74283超前加法器和反相器构成4位减法器，电路原理图如下：
图3减法器构成电路原理图图4减法器模块
74283真值表
如图3所示，根据减法器构成特点，采用74283超前加法器进行运算，其中输入端口S1，S2，S3，S4为付款金额输入端即为被减数，输入端口C1、C2、C3、C4为购物金额输入端口，其经过反向器实现取反，进位端接高电平VCC实现减数补码转化，从而利用两个数相加实现减法运算。
输出端口SUM4、SUM3、SUM2、SUM1即为两数相减的输出结果，若要实现结果数码管显示，只需将其与二—十转换模块进行连接则可以实现。
为方便连接总原理图，生成如图4所示减法器模块。
1.3付款金额与购物金额比较实现蜂鸣器控制模块
利用比较器将付款金额与购物金额进行对比，若付款金额小于购物金额则，引发蜂鸣器蜂鸣。
利用计数器实现蜂鸣器蜂鸣时间控制。
选用7485比较器实现4位二进制数进行比较，若付款金额小于购物金额则，引发蜂鸣器蜂鸣。
利用74160计数器进行计数控制，实现蜂鸣器蜂鸣时间控制。
计数器时钟信号CLK选用1HZ，则计数器计数5次即可达到5S时间。
为了使装置可操作性，添加一个控制复位端口控制计数器工作，从而控制蜂鸣器更好的工作。
则蜂鸣控制电路原理图如下图所示：
图5蜂蜜器控制电路原理图图6蜂鸣器控制模块
比较器7485输出真值表如下表：
S4,C4
S3,C3
S2,C2
S1,C1
AGBO
AEBO
ALBO
BJQKZD
S4>
C4
X
H
L
S4<
S4=C4
S3>
C3
S3<
S4=B2
S3=C3
S2>
C2
S2<
S2=C2
S1>
C1
S1<
S1=C1
L
计数器控制蜂鸣器真值表如下表：
CLK
LDN
CLRN
KZD
ENP
ENT
QA
QB
QC
QD
FMQ
升沿
如图5所示，输入端口S4、S3、S2、S1、C4、C3、C2、C1分别为付款金额和购物金额的输入端口，通过7485进行比较，将比较器的AEB和AGB两个端口取或作为一个输出端口JFQKZD，用于余额显示控制。
将比较器的输出端ALB与计数器74160的异步复位端口相接实现计数器的复位控制，若付款金额小于购物金额则该端口为1，计数器实现计数。
计数器从0000开始计时，蜂鸣器开始工作，当计数到1001时计数器停止计数，蜂鸣器停止蜂鸣。
为了方便总电路原理图连接生成图6所示的蜂鸣器控制模块。
第2章简易售货机原理图及实现
简易售货机的输入端为8个拨码开关和一个时钟
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