合工大小学期数字电路课程设计自动售货机.docx

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合工大小学期数字电路课程设计自动售货机

简易投币式自动售货机

一、设计题目说明

1．设计说明

本课程设计的任务是设计一个简易投币式自动售货机。

2．设计内容

（a）进行需求分析，确定总体框架。

（b）分模块具体设计，给出源文件（ABEL．HDL源程序或原理图）。

（C）对设计电路进行模拟与测试。

3．设计要求

自动售货机可以销售许多种类的商品，通过选择需要的商品按钮，投入一定数量的纸币，顾客就可以获得所需的商品。

该自动售货机应具有如下功能。

（a）设自动售货机能销售3种商品，热狗、汉堡和双层汉堡，它们的单价分别是1元、4元和8元，并且机器中3种商品的数量无限。

（b）自动售货机允许投入1元、2元和5元纸币。

当总投入的币值等于顾客需要的商品单价时，机器送出需要的商品；若总投入的币值大于顾客需要的商品单价时，机器除提供需要的商品之外，还要将余币退出；若总投入的币值小于顾客需要的商品单价时，则机器退出顾客投入的纸币。

另外，设机器内l元和2元找零纸币无限。

（c）如果投入的纸币达到或大于所要购买商品的价格就不必再投入纸币了，自动售货机会发出一个指示信号使接受纸币的装置不再接收更多的纸币。

（d）为提高自动售货机的效率，每次投币时间应有规定。

设定每次购买商品的允许投币时间为30s，在此时间到的时候，总投币值不足顾客购买的商品单价时，售货机按不足钱数处理，退还全部投入纸币。

在设定时间内，总投币值不足顾客购买的商品单价时，若需取消交易则可按取消键，售货机按不足钱数处理，退还全部投入纸币。

（e）当顾客完成一次购买之后或按错所需要的商品按钮，需要设置一个重新开始按钮，使整个系统恢复到初始状态；

（f）顾客一次只能购买一个商品，若需要更多的商品，则需要重复第一次的操作。

二、设计实现各功能外部输入与输出

1、投币实现：

脉冲开关clk1、clk2、clk5，每按一次分别代表投入1块、2块、5块钱；

2、商品选择实现：

逻辑开关k1、k2，通过组合01、10、11来分别选择1号、2号和3号商品，选择完后按脉冲开关en确认选择；

3、取消交易：

逻辑开关cancel，进行取消交易

4、重新开始：

复位，逻辑开关reset

5、时钟脉冲输入：

clk，100kHz脉冲

6、输出实现：

如下图所示，数码管从左至右，

第一位数码管显示商品种类，分别是1、2、3，无商品交易显示0；对应输出端口从高到低依次为I0、I1、I2、I3。

第二位数码管显示商品价格，分别是1、4、8，无商品交易显示0；对应输出端口从高到低依次为I4、I5、I6、I7。

第三位和第四位数码管显示客户投入钱币总数，一次交易中，当商品价格高于客户所投钱数时，客户可多次投币，数码管实时显示客户所投钱币总数；对应输出端口从高到低依次为M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7。

第五位和第六位数码管：

无交易时显示00；交易进行中显示等待客户投币时间，从30s倒计时到0s，客户每投一次币，显示清除并重新从30s开始倒计时；交易结束时，第五位数码管显示输出商品，0代表不出商品，1、2、3分别代表输出1、2、3类商品，第六位数码管显示找零钱数。

对应输出端口从高到低依次为C0、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7。

三、电路具体实现

总电路图

各模块图

1、选择商品模块：

select

2、投币模块：

getmoney

3、累加求和模块：

sum

4、转换8421码显示模块：

convert8421

5、比较模块：

comp

6、30s计时模块：

count30s

7、分频模块：

clock

8、计算找零模块：

cal_change

四、测试功能

商品选择

取消交易

复位

投币

数码管输出

K1

K2

EN

cancel

reset

clk1、clk2、clk5

X

X

X

X

1

X

0

1

↑

0

0

clk1↑

→→

0

1

↑

0

0

clk2↑

→→

0

1

↑

0

0

clk5↑

→→

1

0

↑

0

0

clk1↑+clk2↑+clk2↑

→→→→

1

0

↑

0

0

clk5↑

→→

1

0

↑

0

0

clk1↑

→→…→

1

0

↑

0

0

clk2↑+clk5↑

→→→

1

1

↑

0

0

clk1↑+clk2↑+clk5↑

→→→→

1

1

↑

0

0

clk5↑+clk5↑

→→→

0

1

↑

0

0

0

→……

1

0

↑

0

0

clk1↑+clk1↑

→→……→

1

0

↑

1

0

clk1↑

→→→cancel→

1

1

↑

0

0

clk1↑+clk5↑+clk2↑

→→→→

注：

XXXX30表示等待投币，表示系统倒计时30s；

XXXX30……XXXX00表示从30s倒计时到0s

XXXX30表示每投一次币重新从30s开始倒计时

→表示每个关键状态变化