数电课设自动电子售票机.docx

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数电课设自动电子售票机

课程设计

课程名称电子技术综合设计与实践

题目名称自动电子售票机_

学生学院自动化学院

专业班级

学号

学生姓名_

指导教师__

2014年6月6日

广东工业大学课程设计任务书

题目名称

自动电子售票机的设计

学生学院

自动化学院

专业班级

姓名

学号

一、课程设计的内容

设计一个自动电子售票机。

二、课程设计的要求与数据

设计要求包括：

1.售卖的票共有3种（自拟票价，比如2元、3元、5元），用3个按键分别代表这3种面额的票，按下按键就表示选中该种票，同时用一个数码管显示所选中的票价；

2.用1个按键表示购票的数量，按1次数量加1，同时有一个数码管显示出购票的数量，另再有两个数码管显示出票价总额；

3.用3个按键，分别代表投入的钱币的面值，共有3种情况：

1元，2元，5元，每个按键可以按多次，表示投入此种面值钱币的数量；

4.当投入的钱不够的时候，用1个红灯亮来表示，前面用来显示票价总额的数码管此时显示所缺的钱数额；当投入的钱达到或者超过所需的金额时，用1个绿灯亮来表示，同时用扬声器发出短暂的声响，声响持续时间为0.5秒，同时用LED显示应找回给用户的钱数额。

5.设置一个清零按钮，用于清除上一次的售票的显示，高电平清零。

三、课程设计应完成的工作

1.先确定设计方案，画出系统方框图，再进行各单元电路的设计，确定元器件的参数及型号，最后画出电路总图；

2.利用DE2板对所设计的电路进行验证；

3.用实验板或自制的PCB板完成电路的安装及调试；

4.总结电路设计及测试结果，撰写课程设计报告。

四、课程设计进程安排

序号

设计各阶段内容

地点

起止日期

1

QuartusII入门学习，熟悉设计流程，讲解各设计任务及其要求，分配设计任务，

实2-214

5.26

2

进一步学习QuartusII，查阅相关书籍和文献资料，画系统框图

实2-214

5.27

3

独立完成电路设计，在QuartusII上进行仿真及修改设计

实2-214

5.28-29

4

在DE2板上实现设计，演示和验收

实2-214

5.30

5

电路制作、调试、功能验证，制作验收

工2-504

6.2-6.5

6

完成设计报告

6.6

五、应收集的资料及主要参考文献

1.现代电子技术实践课程指导，谢云等主编，机械工业出版社

2.数字电子技术基础（第五版）清华电子学教研组编阎石主编高等教育出版社

3.电子技术课程设计指导彭介华编高等出版社出版

发出任务书日期：

2014年5月26日指导教师签名：

计划完成日期：

2014年5月26日基层教学单位责任人签章：

主管院长签章：

1设计任务及要求

1.1设计的主要任务

1.售卖的票共有3种（自拟票价，比如2元、4元、6元），用3个按键分别代表这3种面额的票，按下按键就表示选中该种票，同时用一个数码管显示所选中的票价；

2.用1个按键表示购票的数量，按1次数量加1，同时有一个数码管显示出购票的数量，另再有两个数码管显示出票价总额；

3.用3个按键，分别代表投入的钱币的面值，共有3种情况：

1元，2元，5元，每个按键可以按多次，表示投入此种面值钱币的数量；

4.当投入的钱不够的时候，用1个红灯亮来表示，前面用来显示票价总额的数码管此时显示所缺的钱数额；当投入的钱达到或者超过所需的金额时，用1个绿灯亮来表示，同时用LED显示应找回给用户的钱数额。

5.设置一个清零按钮，用于清除上一次的售票的显示，高电平清零。

1.2设计任务目的

为了加深学生对数字电子技术的认识，提高学生的课程设计水平，加强学生的实验能力，学校开了“电子技术综合设计与实践”课程。

设计的任务为：

（1）利用各种器件设计自动电子售票机

（2）利用DE2板对所设计的电路进行验证

2原理与模块介绍

2.1功能概况

电路共分三大模块，每个模块分别设有2-3个功能，总体功能框架如图1所示：

图1总体功能框图

“购票模块”使用了三个拨码开关实现选票，票的单价分别为2元、4元和6元，通过74279和7447来显示票价，一个按钮开关实现购票数量的增加，另外通过74160和7447显示购票数量，最后通过8fadd,74175和之前记录标价的74279来计算票的总价。

“投币模块”使用了三个按钮、8fadd加法器、74175寄存器来计算投入钱币总额。

“比较模块”使用了两片74LS85接成的8位数值比较器、8fadd加法器、和门电路，实现了比较投入钱币总额和选票总额并给予提示等功能。

最后通过用8fadd，74185和7447来显示最后欠款或者找零（红灯欠款，绿灯找零）.

2.2功能实现的原理

2.2.1整体电路图

自动电子售票机整体电路图如图2所示：

图2自动电子售票机电路

2.2.2购票模块

“购票模块”电路如图3所示。

图3“购票模块”电路

2.2.3投币模块

“投币模块”电路。

如图4所示

图4“投币模块”电路

2.2.4比较模块

“比较模块”电路。

如图5所示

图5“比较模块”电路

需用指示灯显示的购买结果有两种：

欠费和找零。

此时要用到数值比较器来判断票总额和钱总额的大小。

当票总额比投入的钱总额小时，用付费总额减去票价总额（加上票价总额的补码）；当票价总额比投入的付费总额大时，用票价总额减去付费总额（加上付费总额的补码）。

同时，使用数值比较器的输出端驱动欠费提示灯（绿灯）和找零提示灯（红灯）。

3方案的实现

3.1设计思想

自动电子售票机，设计要求的功能包括，显示：

已选票的数量、票价的总额、投入钱币数量、欠费提醒和显示、余额和找零提醒和显示。

选择和显示数值，需要编码器和显示器；计算票和钱的总额，需要加法器和寄存器；显示购买结果，需要数值比较器、加法器和显示译码器；找零闪烁提示，需要分频器和计数器。

查找74系列的各种芯片，找出适合芯片的逻辑功能和管脚排布，在纸上画出电路草图，逐个模块进行理论验证。

3.2设计流程

3.2.1做好准备工作

认真阅读设计任务要求，列出需要实现的功能，并结合成模块，列出各个模块框图（图1）。

统计每个模块所需使用到的芯片，了解各个芯片管脚的接法和用途。

3.2.2分模块进行设计

遵循操作顺序来设计电路。

由输入操作――分析计算――输出，把芯片的管脚一一连接起来。

检查各连线是否有误，再把芯片排列整齐。

最后，把各模块的输出和输入连接起来。

3.3.3上机画图

在实验室应用Quartus软件，将完整电路输入进行检查，修正，主要是连线（结点）问题。

检查无误后编译和分配管脚。

4实验结果与数据分析

4.1利用quartusII进行模拟仿真

如同图6波形所示，

首先清零（clear），然后选定票价2元，票额（j1~j7）显示2，购买（BUY）1张，总额（y1~y14）欠费（红灯亮）2元，票数（m1~m7）显示1；再选定票价4元，票额显示4，购买1张，总额欠费6元，票数显示2；再选定票价6元，票额显示6，再购买1张，总额显示欠费12元，票数显示3；投入钱币5元（5yuan）,总额欠费7元，投入钱币2元（2yuan）,总额欠费5元，投入钱币1元（1yuan）,总额显示欠费4元，投入钱币2元，总额显示欠费2元，投入钱币5元，总额显示找零（绿灯亮）3元.清零，数码管全部归零，红绿灯不亮，黄灯亮.

4.2测试步骤

把整体电路编译并下载到DE2，输入多组票值和钱币值，对照课程设计要求检查输出值。

4.3实验现象

1、自动电子售票机总共使用了八个数码管，显示的数值类型如图7所示：

图6数码管分配图

2、自动电子售票机总共使用了4个拨码开关和4个按钮，功能如图8所示：

SW14SW13SW12SW11SW17SW16SW15SW10（注以sw代替key）

图7开关和按钮的功能

选票（SW14）买票（BUY）2元4张，选票（SW13）买票（BUY）4元2张，选票（SW12）买票（BUY）6元2张，共28元（票数显示“8”路灯亮，差额显示“28”，红灯亮表示欠费。

）。

投币1元（SW17）7个，投币2元（SW16）5，投币5元（SW15）3个，共32元（差额显示“4”，绿灯亮表示找零。

）。

清零（SW10）数码管全部归零.

实验结果符合预期。

5结论与问题讨论

5.1完成设计要求的程度

该设计完整完成了设计要求的功能，操作简便人性化

5.2存在的不足及改进思路

不足：

电路连线繁杂紊乱，不便于制造人员阅读制造电路结构。

改进：

尽量采用对称结构，在今后的实践学习中不断探索，简化连线，精简结构。

5.3收获及心得体会

初步见识了电子产品设计的过程（包括理论储备、资料收集、仿真平台等）。

认识到课程整体关联性的概念。

增加了课程学习的趣味性。

6实物制作

6.1简化电路图

6.2单元电路的实现

通过74279和7447来显示票价

通过74160和7447显示购票数量，

通过8fadd,74175和之前记录标价的74279来计算票的总价

通过用8fadd，74185和7447来显示最后欠款或者找零

6.3实物图

6.4焊接过程中遇到的问题及处理方式

问题：

1.焊接过程中焊锡受热飞溅;

2.焊接时熔池里面出现黑色块状物。

解决：

从新购买新的焊锡.

参考文献

现代电子技术实践课程指导，谢云等主编，机械工业出版社

数字电子技术基础（第五版）清华电子学教研组编阎石主编高等教育出版社

电子技术课程设计指导彭介华编高等出版社出版