1、课程设计名称： 电子技术课程设计 题 目： 自动贩卖机的设计 学 期：2013-2014学年第2学期专 业： 自动化 班 级： 自动化12-4 姓 名： 吴耀辰 学 号： 1205010420 指导教师： 谢国民 辽 宁 工 程 技 术 大 学课 程 设 计 成 绩 评 定 表评定评定指标 标准合格 不合格合理性正确性单元电路及整体设计方案创新性是否进行仿真技术指标或性能符合设计要求仿真有完成结果格式正确内容充实设计报告语言流畅评定标准标准说明：以上三大项指标中，每大项中有两小 项或三小项合格，视为总成绩合格。总成绩日期 年 月 日摘 要本文通过对自动售饮料机的功能进行逻辑抽象，分析出所需状态
2、，并进行卡诺图化简，得出逻辑函数表达式。选择合适的元器件，以 Multisim 为平台搭建电路图，设计出自动售饮料机控制器电路。能够准确判断输入信号，进行出货和找零。关键词： Multisim；状态；自动售饮料机 ；函数表达式目 录1 设计任务1.1 设计的目的和意义1.1.1 目的11.1.2 意义11.2 设计要求12 系统设计2.1 各部分功能电路2.1.1 清零电路12.1.2 投币识别电路22.1.3 商品选择电路32.1.4 商品电路42.2 整体电路图63 电路仿真64 心得与体会9参考文献01 设计任务1.1 设计目的和意义1.1.1 目的通过自动售货机控制器的设计，使学生复习
3、模拟电子技术、数字电子技术的知识，加深对知识的掌握运用程度，学习用 Multisim 软件设计、仿真电路图，提高学生创新实践能力和发现问题解决问题的能力。1.1.2 意义自动售饮料机摆放在一些大商场门口、繁华街道两旁、公园入口处以及其它热闹的场所。自动售货机的新奇、文明、高档、昼夜服务、占地小、灵活方便深受许多地区市民的青睐，甚至出现许多排队购买物品的现象，可见设计自动售饮料机的意义重大。1.2 设计要求1、掌握应用门电路和触发器等实现时序逻辑电路-“自动贩卖机控制系统”的设计方法，完成矿泉水、茶饮料和咖啡等贩卖功能。2、要求系统能够自动完成：投币识别-价格比较-选择商品-输出商品和退币过程。
4、3、自动贩卖机实际要求：自动贩卖机可投入 1 元和 0.5 元两种硬币；所售矿泉水为 1 元，饮料 1.5 元，咖啡 2 两元。当钱币总额超过要买的商品时，可购买商品指示灯亮；按下选择键，输出商品；购买商品后，系统自动计算剩余钱币，并找回剩余零钱。2 系统设计2.1 各部分功能电路2.1.1 清零电路如图 2-1，当开关闭合时清零。1D 2Q5CLK 3Q6S4R1 U3:A74LS74图 2-1 清零电路2.1.2 投币识别电路如图 2-2，上面显示屏为五角识别电路，下面显示屏为一元识别电路，开关闭合一次模拟投入一枚硬币，显示屏显示投入硬币数。2D015 Q0 3D11 Q1 2D210 Q
5、2 6D39 Q3 7UP5 TCU 12DN4 TCD 13PL1 MR14U174LS192SW1SW-SPDT-MOMD015 Q0 3D11 Q1 2D210 Q2 6D39 Q3 7UP5 TCU 12DN4 TCD 13PL1 MR14U274LS192SW2SW-SPDT-MOM图 2-2 硬币识别电路2.1.3 商品选择电路如图 2-3，从上到下开关依次为：矿泉水，茶饮料，咖啡。3图 2-3 商品选择电路2.1.4 商品电路45 6U4:B74LS081213 1U5:D74LS0823 1U9:A74LS021 2U10:A74LS04图 2-4 矿泉水电路4910 8U4:
6、C74LS081213 1U4:D74LS081213 1U5:D74LS081213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:B74LS045 6U8:C74LS04图 2-5 茶饮料电路45 6U5:B74LS08910 8U5:C74LS081213 12U7:A74LS1213 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U8:F74LS04图 2-5 咖啡电路52.2 整体电路图D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192SW1SW-SPDT-MOD015 Q031 12D210 Q
7、2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U274LS192SW2SW-SPDT-MOD2Q5 CLK3Q6 S4R1U3:A74LS7445 6U4:B74LS08910 8U4:C74LS081213 1U4:D74LS0812 3U5:A74LS0845 6U5:B74LS08 910 8U5:C74LS081213 1U5:D74LS081213 12U7:A74LS121213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:B74LS045 6U8:C74LS0413 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U8:F74LS0423 1
8、U9:A74LS02 1 2U10:A74LS043 电路仿真D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192SW1SW-SPDT-MOD015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U274LS192SW2SW-SPDT-MOD2Q5 CLK3Q6 S4R1U3:A74LS7445 6U4:B74LS08910 8U4:C74LS081213 1U4:D74LS0812 3U5:A74LS0845 6U5:B74LS08 910 8U5:C74LS081213 1U5:D74LS0812
9、13 12U7:A74LS121213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:B74LS045 6U8:C74LS0413 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U8:F74LS0423 1U9:A74LS02 1 2U10:A74LS04图 3-1 矿泉水模拟电路6D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192SW1SW-SPDT-MOD015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U274LS192SW2SW-SPDT-MOD2Q5 CLK
10、3Q6 S4R1U3:A74LS7445 6U4:B74LS08910 8U4:C74LS081213 1U4:D74LS0812 3U5:A74LS0845 6U5:B74LS08 910 8U5:C74LS081213 1U5:D74LS081213 12U7:A74LS121213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:B74LS045 6U8:C74LS0413 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U8:F74LS0423 1U9:A74LS02 1 2U10:A74LS04图 3-2 矿泉水模拟电路D015 Q031 12D210 Q26
11、39 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192SW1SW-SPDT-MOD015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U274LS192SW2SW-SPDT-MOD2Q5 CLK3Q6 S4R1U3:A74LS7445 6U4:B74LS08910 8U4:C74LS081213 1U4:D74LS0812 3U5:A74LS0845 6U5:B74LS08 910 8U5:C74LS081213 1U5:D74LS081213 12U7:A74LS121213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:
12、B74LS045 6U8:C74LS0413 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U8:F74LS0423 1U9:A74LS02 1 2U10:A74LS04图 3-3 茶饮料模拟电路7D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192SW1SW-SPDT-MOD015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U274LS192SW2SW-SPDT-MOD2Q5 CLK3Q6 S4R1U3:A74LS7445 6U4:B74LS08910 8U4:C74LS081213
13、 1U:D74LS0812 3U5:A74LS0845 6U5:B74LS08 910 8U5:C74LS081213 1U5:D74LS081213 12U7:A74LS121213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:B74LS045 6U8:C74LS0413 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U8:F74LS0423 1U9:A74LS02 1 2U10:A74LS04图 3-4茶饮料模拟电路D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192SW1SW-SPDT-MOD015
14、Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U274LS192SW2SW-SPDT-MOD2Q5 CLK3Q6 S4R1U3:A74LS7445 6U4:B74LS08910 8U4:C74LS081213 1U4:D74LS0812 3U5:A74LS0845 6U5:B74LS08 910 8U5:C74LS081213 1U5:D74LS081213 12U7:A74LS121213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:B74LS045 6U8:C74LS0413 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U
15、8:F74LS0423 1U9:A74LS02 1 2U10:A74LS04图 3-5 咖啡模拟电路8D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192SW1SW-SPDT-MOD015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U274LS192SW2SW-SPDT-MOD2Q5 CLK3Q6 S4R1U3:A74LS7445 6U4:B74LS08910 8U4:C74LS081213 1U4:D74LS0812 3U5:A74LS0845 6U5:B74LS08 910 8U5:C74LS
16、081213 1U5:D74LS081213 12U7:A74LS121213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:B74LS045 6U8:C74LS0413 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U8:F74LS0423 1U9:A74LS02 1 2U10:A74LS04图 3-6 咖啡模拟电路D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192SW1SW-SPDT-MOD015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U274LS192SW2
17、SW-SPDT-MOD2Q5 CLK3Q6 S4R1U3:A74LS7445 6U4:B74LS08910 8U4:C74LS081213 1U:D74LS0812 3U5:A74LS0845 6U5:B74LS08 910 8U5:C74LS081213 1U5:D74LS081213 12U7:A74LS121213 12U6:A74LS121 2U8:A74LS043 4U8:B74LS045 6U8:C74LS0413 12U8:D74LS041 10U8:E74LS049 8U8:F74LS0423 1U9:A74LS02 1 2U10:A74LS04图 3-7 咖啡模拟电路4 心得
18、与体会转眼之间，我已是大三的学生了，大学生活已经过去了两年半了，两年半来很少有机会自己动手做点东西，一直都是在学习课本上的理论知识，能自己亲自用自己学过的知识做些东西的机会很少，正所谓“ 纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。 ”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在模电、数电刚学完之际，紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的认识，而且还及时、真正的做到了学以致用。入学以来，这是我的第一次电子课程设计。我心中充满了高兴与期望。从最初的高兴到迷茫9到失败再到最后的成功。在这两周我学会了很多。特别是课堂上学不到东西。起初拿到课题时，我觉得
19、和书上的例题很相似，因此我很快的连接完电路图并进行仿真，但结果是我失败了。经过问同学、找老师，发现我的电路图出现许多连接上的问题和元器件使用错误的现象，如总线的连接不正确，输入信号有问题，与门不知型号就用等等，这使我很苦恼，不知该怎么办，但是在老师细心的指导下我掌握了测试的方法。于是我重新查找每个元器件的型号和功能图，进行了解，对 Multisim 的接线进行初步的试探，然后逐步进行仿真测试，最后整个电路图连通了。但是又有一个新的问题产生了，逻辑功能不正确，经过仔细分析后是 D 触发器是下降沿触发的原因，当有效信号输入时，由于下降沿没有到来，信号得不到保存和输出，导致功能错误，因此用输入信号来
20、控制 D 触发器的工作就可以解决问题了。在做完这些测试和修改后，重新搭接电路运行后电路正常工作。当看到自己设计的电路正常工作时，心里有说不出的喜悦。在两个星期的课程设计中，我曾失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以通过这次课程设计好好挺高一下自己的实际动手能力，为以后出
21、来找工作奠定一个良好的基础。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。通过这次设计，我对以前学过的的模电和数电知识进行了复习，回顾；又通过自动售饮料机的设计深入学习了 Multisim 软件的使用，对数字电路设计中的逻辑关系、线路搭接问题等有了一定的认识，对以前学的
22、数字电路又有了一定的新认识，温习了以前学的知识，但在设计的过程中，遇到了很多的问题，有一些知识都已经不清楚了，但是通过一些资料又重新的温习了一下数字电路部分的内容。在这次设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。最后我也要感谢老师能给我这次锻炼的机会，感谢老师对我的细心教导。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些！参考文献1.模拟电子技术基础 华成英 童诗白 高等教育出版社 2006 年 5 月2.数字电子技术基础 阎石 高等教育出版社 2006 年 5 月3.实用电子电路 200 例 张庆双 机械工业出版社 2003 年 9 月4.电子电路实验及应用课题设计 卢结成 陈力生 田红民等 中国科学技术大学出版 2002 年 3 月5.数字电子技术实验指导书 邓胜全 西北农林科技大学电工电子实验教学中心2007 年 9 月
