基于数字电路的自售饮料机设计报告

自售饮料机设计报告一.设计要求它的投币口每次只能投入一元或五角。投入一元五角的硬币后机器自动给出一杯饮料，投入两元（两个一元）硬币后，给出饮料同时找回五角硬币一枚，要求采用带异步清零功能的边沿JK触发器设计，给出整体的设计图纸，并且绘制出在AB=00开始的时间状态的时序图。二.设计的作用、目的投入一元五角的硬币后机器自动给出一杯饮料，投入两元（两个一元）硬币后，给出饮料同时找回五角硬币一枚三.设计的具体实现1．系统概述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，未投入时A=0.投入一枚五角硬币用B=1表示，未投入时B=0.给出饮料和找钱为两个输出变量，分别以Y，Z表示。给出饮料时Y=1，不给时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即消失，否则被误认作又一次投币信号。设未投币前电路的初始状态为S0，投入五角硬币以后为S1，投入一元硬币以后为S2.再投入一枚五角硬币后电路返回S0，同时输出为Y=1，Z=0；如果投入的是一枚一元硬币，则电路也应返回S0，同时输出为Y=1，Z=1.因此，电路的状态数M=3已足够。2．单元电路设计、仿真与分析根据题意列出状态转换表S*/YZABS00011110S0S0/00S1/00X/XXS2/00S1S1/00S2/00X/XXS0/10S2S2/00S0/10X/XXS0/11可知状态转换图因为正常工作中不会出现AB=11的情况，所以与之对应的S*，Y，Z均作约束项处理。取触发器的位数n=2，则23（M）4，故符合要求。今以触发器状态Q1Q0的00，01，10分别代表S0，S1，S2，则从状态转换图或状态转换表即可画出表示电路次态/输出（Q1*Q0*/YZ）的卡诺图。选用JK触发器，写出电路的状态方程，驱动方程，和输出方程为状态方程：Q1*=Q1A'B'+Q1'Q0'A+Q0B=Q1（A'B'+Q0B)+Q1'(Q0'A+Q0B)Q0*=Q1'Q0'B+Q0A'B'驱动方程：J1=Q0'A+Q0BK1=(A'B'+Q0B)'J0=Q1'BK0=A+B输出方程：Y=Q1B+Q1A+Q0AZ=Q1A根据上式画出逻辑图和状态转换图。当电路进入无效状态11以后，在无输入信号的情况下不能自行返回有效循环，所以不能自启动。当AB=01或AB=10时电路在时钟信号作用下虽然能返回有效循环中去，但收费结果是错误的。因此，在开始工作时应在异步置零端R'D上加入低电平信号将电路置为00状态。四．心得体会通过此次设计，我深刻认识到数电的重要性，以及做课程设计的兴趣，这次的课程设计的整个过程让我收益很大，使我懂得自我思考，自我学习，刻苦努力才会体会到成功的乐趣，我会在以后的学习过程中，更加敦促我自己，争取更大的进步！五．附录与门或门非门JK触发器六．参考文献9787040193831·阎石·数字电子技术基础·高等教育出版社·2006（043267）