1、一、设计任务及要求：设计任务：设计一种自动售饮料机控制电路。要 求： 1. 电路需三输入口，一个投一元，一个投五毛，另一个为复位端；2.饮料为 0.5 元，投入 0.5 元就会自动输出饮料，投人两个一元的就回退五毛；3.采用基本逻辑运算器与 D 触发器构成此控制电路；4. 采用 Multisim 10.0 进行仿真验证并且完善电路设计。指导教师签名： 2011 年 06 月 28 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 2011 年 月 日 三、成绩验收盖章 2011 年 月 日 2自动售饮料机控制电路的设计1 设计目的（1）熟悉数字电路的应用。（2）掌握常用逻辑运算器及 D 触发器的逻辑功能及
2、使用方法。（3）熟悉电路仿真软件 Multisim 10.0 使用。（4）了解自动售饮料机控制电路的组成及工作原理。（5）熟悉直流稳压源的形成过程。2 设计思路自动售饮料机的基本功能就是对投入的钱币数进行计算，然后根据结果做出相应的判断，看看是否足够购买饮料。当按 A 键一次时，模拟投入一元硬币，用绿灯 A 显示；当按 B 键一次时，模拟投入五角硬币，用绿灯 B 显示。空格键作清零。Y 表示售出一瓶饮料，用红灯显示。Z 表示找回 1 枚五角硬币，用蓝灯显示。3 设计过程 3.1 方案论证投币数（既按下开关键 A 或 B）逻辑运算电路 功能指示灯 输出饮料并找零5V 直流稳恒电压输入按下 spa
3、ce 键清零图 1 系统流程图 如图 1 所示，接通电源后，若按下开关键 A 或 B，则电路输入电压，经过逻辑运算器及 D 触发器处理后 A 灯亮或 B 灯亮，随即系统输出饮料及找出零钱；若按下开关键 space，则系统自动清零。3.2 电路设计5V 直流稳压电源电路如图 2 所示，该电路由电源变压器、整流桥堆、滤波电容C6、C7、三端稳压集成电路 LM7815、限流电阻器和电源指示发光二极管组成。V1220 Vrms 50 Hz 0 C61mFC7100uFLED4R222kT1 D1MDA920A71243U4LM7815CTLINE VREGCOMMONVOLTAGE5432160图 2
4、 5V 直流稳压电源电路工作原理及过程：当接通电源，交流 220V 电压经变压器降压，整流桥堆整流，C6 滤波及 C7 稳压，经三端稳压集成电路 LM7815 后，产生 5V 直流电压，作为系统的工作电源。经限流电阻限流降压后将发光二极管点亮。系统控制电路如图 3 所示，此电路由一刀双掷开关、基本逻辑运算器（既与、或、非门） 、D 触发器、电灯、脉冲信号发生器组成。该电路即可完成自动售饮料的功能。工作原理：用 1 表示高电平，用 0 表示低电平，且各电灯只有输入高电平时才能亮灯。若按下开关键 A，则电路从 A 端输入高电平，开关 A 指示灯亮，电流一路经逻辑运算电路及触发器后给 A 电灯输入高
5、电平，B 电灯输入低电平，所以灯 A 亮而灯 B 不亮，另一路经过基本逻辑运算器将高电平输入到灯 Y 及灯 Z,从而导致灯 Y 和灯 Z 都亮，即输出饮料并找出零钱；若断开开关 A 而按下开关4B，A 开关指示灯熄灭而 B 开关指示灯亮，电流经电路输入电灯 A、B、Y、Z，根据逻辑关系得电灯 B 及 Y 输入高电平，而电灯 B 及 Y 输入低电平，所以系统输出饮料而不找出零钱；若同时按下开关键 A 和 B，则经逻辑电路输入到A、B、Y、Z 都为高电平，所以都亮灯；若按下开关键 space 键使其接地，则系统进行清零。根据上分析得系统的真值表如下所示；Space 键 A 键 B 键 灯 A 灯
6、B 灯 Y 灯 Z0 * * 灭 灭 灭 灭1 0 0 灭 灭 灭 灭1 0 1 灭 亮 亮 灭1 1 0 亮 灭 亮 亮1 1 1 亮 亮 亮 亮工作过程：若投入五毛硬币，则灯 B 亮，灯 Y 亮，输出饮料；若投入一元硬币，则灯 A 亮，灯 Y 及灯 Z 都亮，系统输出饮料并找出零钱五毛硬币；若按下按键space 键，则系统进行清零工作。U1A74LS08DU2A74LS08DU3A74LS08DU4A74LS08DU5A74LS15DU6A74LS15DU7A74LS15DU8A74LS15DU9A74LS08DU10A74LS32DU11A74LS32DU12A74LS32DU13A74
7、LS32DU14A74LS32DU15A74LS04DU16A74LS04DU17A74LS74D1D2 1Q 51Q 61CLR11CLK31PR4U18A74LS74D1D2 1Q 51Q 61CLR11CLK31PR4VCC5VV150 Hz 5 V X22.5 VX12.5 VX32.5 VX82.5 VVCC5VJ2Key = SpaceJ1Key = BJ3Key = AZ2.5 VY2.5 V A2.5 VB2.5 V图 3 自动售货机控制电路原理图4 系统调试与仿真结果（1）按照图 2 组装与调试 5V 直流稳压电源和自动售饮料机控制电路。（2）仿真结果当 space 键接电源
8、，按下开关键 A 时，各电灯工作情况入下图 a 所示：图 a 模拟投入一元硬币当 space 键接电源，按下开关键 B 时，各电灯工作情况入下图 b 所示：图 b 模拟投入五毛硬币6当 space 键接电源，同时按下开关键 A、B 时，各电灯工作情况入下图 c 所示：图 c 模拟同时投入一元与五毛的硬币当 space 键接地时，各电灯工作情况如下图 d 所示：图 d 模拟清零5 设计体会与建议 5.1 设计体会通过这次对自动售饮料机控制电路的设计，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于自动售饮料机的基本原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真，仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不
9、一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时尽可能应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。此外，仿真时应注意相同元件的不同型号，往往存在差异性。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，心动不如行动，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。6.2 对设计的建议我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的参考资料、原理，以及如何检测电路的方法，提供一两天答疑的时间。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。参考文献康华光.电子技术基础模拟部分（第四版）.高等教育出版社，1999年康华光.电子技术基础数字部分（第四版）.高等教育出版社，2000年李振声.实验电子技术.国防工业出版社，2001 年8任为民.电子技术基础课程设计.中央广播电视大学出版社，1997 年李良光老师提供的光盘资料
