自动售邮票机的课程设计.doc

河南理工大学

数

电

课

程

设

计

系别：电气工程系

班级：电信本08-2班

姓名：李敬

学号：320808030206

指导老师：

自动出售邮票机电路的设计

一．设计参数：

1.每次只允许投入一枚五角或一元的硬币，累计投入一元硬币给出一张邮票，

如果投入一元五角硬币，则给出邮票的同时还应找回五角钱。

2.要求用边沿JK触发器和与非门实现，完成状态转换图、卡诺图化简、三

个方程（驱动、输出、状态）、逻辑电路图。

二．设计目的：

随着现代社会的发展，人类社会日趋走向一个物质文明社会。伴随着我国经济的迅速发展，人们生活水平日益提高，人们对各服务行业的自动化程序要求也就越来越高，作为服务行业的自动化装置，已经开始进入到使用单位，自动售货机更是随处可见极大程度上方便了人们的生活。

三．设计要求：

1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。

2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。

3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。

4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。

四．系统框图：

找钱累加钱给票

判别电路

识别电路

累加钱数要用数码管显示，显示两位即可。

五．各单元电路的设计：

1.硬币面值识别电路设计

分币仪是将两种硬币（一元、五角），从一个孔投入，从各自的边口落出。在落出口中的两侧各有一个小孔，一侧装发光二级管D1，另一侧装接收光电三级管T1 ，在没有硬币通过时。接收光电三极管有光照射，光电三极管导通，使三极管T2 截止；当有硬币通过时，光电三极管瞬间无光照射。T1截止，三极管T2 导通，这时在T2 端便产生一个负脉冲，这个负脉冲送给自动售货系统，电路图如下：

2.状态转换表

取投币信号为输入逻辑变量。投入一枚一元硬币时用A=1表示，未投时A=0。投入一枚五角硬币用B=1表示，未投入时B=0。给出邮票和找钱为二个输出变量，分别用Y、Z表示。给出邮票时Y=1，不给出邮票时Y=0；找回一枚五角硬币时Z=1，不找时Z=0。

假定通过传感器产生的投币信号（A=1或B=1）在电路转入新状态的同时

也随之消失，否则将被误认为一次投币信号。

设未投币前电路的初始状态为0S ，投入五角硬币以后为1S ，投入一元硬币（包括投一枚一元硬币和两枚五角硬币人情况）以后为2S 。

因为这样工作中不会出现AB=11的情况，所以与之对应的1n S 。 Y 、Z 均作约束项处理。

状态变换表

3.状态转换图

由状态转换表可知，当己投入一元硬币，再投入一枚五角硬币后电路返回

0S ，同时输出为Y=1，Z=0。即给出一张邮票，但不找钱；如果投入的是一枚一

元硬币，则电路也返回0S ，同时输出为Y=1,Z=1。即给出一张邮票，且找回一枚五角硬币。因此，电路的状态数Ｍ=3己足够。故可画出如下图所示的状态转换图。

状态转换图 4．卡诺图

令此触发器状态10Q Q 的00，01，10分别代表0S ,1S ,2S ，则从状态转换图或状态转换表即可画出表示电路状态／输出（1110n n Q Q ++／ＹＺ，可卡诺图，如下图所示，因为正常工作时不出现10Q Q =1的状态，所以与之对应的最小项也作约束项处理。

电路次态/输出（1110n n Q Q ++/YZ ）的卡诺图

将上图中的卡诺图分解，分别画出 11n Q +,10n Q +,Y 和Z 的卡诺图，如下图所示：

卡诺图的分解：

X:

Y:

Z:

因为不同逻辑功能的触发器驱动方式不同，所以不同类型触发器设计出的电路也不一样，为此，在设计具体的电路前必须选定触发器的类型。选择触发器类型时应考虑到器件的供应情况，并应力求减少系统中使用的触发器种类。

本方案依据设计要求选取了D 触发器。因为电路的状态数M=3, 12〈3（M ）〈 22 ，故取触发器的位数为n=2即可。

2.6 逻辑电路图

现己选定D 触发器，则从前一节的分解卡诺图可写出电路的状态方程，驱动方程和输出方程。

状态方程： 111100n Q Q AB Q Q A Q B +=++

1

0100n Q Q Q B Q AB +=+

驱动方程： 11100D Q AB Q Q A Q B =++

0100D Q Q B Q AB =+

输出方程： 110Y Q B Q A Q A =++ 1Z Q A =

以上三个方程可画出它的状态转换图，如下所示

CLK

A B

Y

3.2 电路参数计算

状态方程： 111100n Q Q AB Q Q A Q B +=++

1

0100n Q Q Q B Q AB +=+

驱动方程: 11100D Q AB Q Q A Q B =++

0100D Q Q B Q AB =+

输出方程: 110Y Q B Q A Q A =++ 1Z Q A = ① 若 1n Q =0,0n Q =0。即原来没投入硬币

当A=0,B=0时。 Y=0,Z=0.

那当不投入硬币时，不给邮票也不找钱。 当A=0,B=1时， Y=0,Z=0

那当投入一枚五角硬币时，不给邮票，也不找钱。 当A=1,B=0时， Y=0,Z=0

即当投入一格一元硬币时，不给邮票，也不找钱。 当A=1,B=1时， Y=1,Z=0

那当投入一枚一元硬币和一枚五角硬币时，给出一张邮票，但不找钱。