简易售货机课程设计.doc
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1、 目 录第1章 摘要1第2章 引言2 第3章 基本原理3第4章 参数设计及运算5 4.1 结构设计5 4.2 电容设计与计算8 4.3 其他参数的计算 10 4.4 测量电路的设计 12第5章 误差分析 14第6章 结论 16心得体会 17参考文献 18第1章 摘要现代电子设计技术的核心是EDA(Electronic Design Automation)技术。EDA就是依赖功能强大的计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述语言HDL(Hardware description Language)为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构总和(布局
2、布线),以及逻辑优化和仿真测试,直至实现既定的电子线路系统功能。售货机在我们的日常生活中随处可见,比如说我们去超市购物,收银员只要输入顾客的购物金额和付款金额,电脑就会自动的显示并计算出应找的钱数,自动的找出零钱。第2章 引言EDA技术是以计算机为工具完成数字系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作。电路设计者只需要完成对系统功能的描述,就可以由计算机软件进行系统处理,最后得到设计结果,并且修改设计方案如同修改软件一样方便。利用EDA工具可以极大地提高设计效率。利用硬件描述语言编程来表示逻辑器件及系统硬件的功能和行为,是EDA设计方法的一个重要特征。这次的题目就是设计简易售货机,首先要用数字开
3、关设置大小在015内的购物金额和付款金额,然后要以以十进制形式显示购物金额、付款金额和找零金额,若付款金额小于购物金额则蜂鸣5s。第3章 基本原理本题目是设计简易售货机,解决的问题也并不复杂,仔细研究主要集中在两个核心问题上:(1)将拨码开关控制的二进制的输入转化为十进制并用数码管显示。(2)对两个二进制输入做减法运算,结果也用数码管输出。(3)减数大于被减数时蜂鸣器工作5s。针对于以上的问题,首先是根据二进制转化为十进制关系写出真值表,从而得到逻辑表达式,通过组合逻辑电路将二进制数转化为十进制,此时,可以创建缺省符号简化电路。因为要做减法运算,为了得到四位减法器,利用74283四位超前进位加
4、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,补码由反相器得到。其次,考虑到如果当被减数的付款金额小于购物金额时的情况,在输入端口利用7485四位数字比较器,在正常情况下不影响差值结果,如果被减数小于减数,无论输入为多少其结果皆为0,同时蜂鸣器工作5s。最后,我们要使购物金额,付款金额,找零金额在6个数码管中分别显示出来。第4章 参数设计及运算4.1二进制转化为十进制根据要求用4位数字开关(S1,S2,S3,S4)控制两个数码管(共八个引脚:十位S4S3S2S1X3X2X1X0Y3Y2Y1Y00000000000000001000000010010000000100011000000
5、11010000000100010100000101011000000110011100000111100000001000100100001001101000010000101100010001110000010010110100010011111000010100111100010101X3,X2,X1,X0, 个位 Y3,Y2,Y1,Y0)可得真值表如下:根据真值表写出逻辑表达式: 表示十位 : X3=0 个位: Y3=S2S3S4 X2=0 Y2=S2S3+S3S4 X1=0 Y1=S2S4+S2S3S4 X0=(S2+S3)S4 Y0=S1根据逻辑表达式画出组合逻辑电路图如下:创建缺
6、省符号得到如下模块:以使电路更为精简。4.2两个输入端做减法运算为了得到两个四位二进制输入相减的效果,可利用74283四位超前进位加法器,将一个输入端和另一个输入端的补码进行加法即可。购物金额的四位输入端(PRICE3,PRICE2,PRICE1,PRICE0)作为减数,要进行补码运算,付款金额的四位输入端(PAY3,PAY3,PAY2,PAY1)作为被减数,找零四位输入端为(SUM4,SUM3,SUM2,SUM1)作为差值。74283的功能表如下:此部分电路图如下:4.3加入比较器考虑到如果当被减数的付款金额小于购物金额时的情况,在输入端口利用7485四位数字比较器,在正常情况下不影响差值结
7、果,如果被减数小于减数,无论输入为多少其结果皆为0。比较器的八位输入分别是购物金额和付款金额,7485有三个输出端口: ALBO(PRICEPAY)当购物金额PRICE小于付款金额PAY时,有ALBO(PRICEPAY)端口输出高电平1,购物金额PRICE大于或等于付款金额PAY时,有ALBO(PRICEPAY)端口输出低电平0,此时AGBO输出1,连接蜂鸣器模块,可完成蜂鸣,再让输出端ALBO分别与找零金额的每个输出端口相与,即可达到要求的目的。7485的真值表如下:该部分电路图如下:4.4蜂鸣器当付款金额小于购物金额的话,蜂鸣器报警五秒钟结束,本设计利用74160十六进制计数器控制时间。7
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