数字电路自动售货机实验报告

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1、自动售货机数字电路综合实验题目：简易自动售货机学院：信息与通信工程学院姓名：班级：学号：班内序号：自动售货机1．设计课题的任务要求设计一个简易的自动售货机，能够完成钱数处理、找零、显示、退币等功能。基本要求：1.用2个数码管（disp5，disp4）显示钱数，以元为单位。用3个按键（btn0，btn1，btn2）分别表示一元、五元、十元，每按一次按键，增加一次相应的钱数，上限99元。2.再用3个按键（btn3，btn4，btn5）分别对应3种商品，其中，商品甲售价3元、商品乙售价8元、商品丙售价12元

2、；3.买东西时，先输入钱币，再按对应的商品键。每按一次商品键，钱数要相应地减少，同时有声光（蜂鸣器或发光二极管）提示购买成功。剩余钱数大于3元可继续按商品键再次购买；当剩余钱数少于3元时，表示钱数的数码管disp5，disp4显示为零，同时用数码管disp0显示退出的钱数。4.买东西时，按下商品键，若输入的钱数少于商品的价格，表示钱数的数码管disp5，disp4显示为零，同时用数码管（disp1、disp0）显示退出的钱数，并用蜂鸣器或发光二极管闪烁表示购买失败。5.按下商品键时，用数码管disp2

3、表示当前购买的商品，1代表商品甲，2代表商品乙，3代表商品丙。6.用btn7做为退出功能键，退出键可以随时按下，按下后，数码管（disp5，disp4）显示为零，同时数码管（disp1、disp0）显示退出的钱数，表示结束购买，钱款全部退出。提高要求：允许随时输入钱币，购买时，钱款不足有声光报警并等待追加钱币或选择别的商品。自拟功能：用点阵显示投入钱币的面值以及交易成功、失败的提示符。2．系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计）2.1设计思路在设计系统时，我采用了自顶向下（top-down）设计法

4、。从自动售货机所要完成的功能出发，将整个系统划分成若干子系统：分频器（clkgen）、防抖单元（keyin）、控制器（automat）、译码显示器（decodingdisplay）（用数码管显示）以及点阵显示单元（dot_matrix）。分频器（clkgen）将50MHz的时钟频率分成100Hz，提供给防抖单元（keyin）及控制器（automat）；由于按键的时刻和按下的时间长短是随机的，并且存在由开关簧片反弹导致的电平抖动，因此必须设计电路消除抖动，此功能由防抖单元（keyin）实现；控制器（au

5、tomat）负责总额、找零的计算，以及判断交易是否成功；译码显示器（decodingdisplay）和点阵显示单元（dot_matrix）则分别用来控制数码管和点阵的显示。自动售货机2.2设计图n逻辑流程图（ASM图）否否是是否否是继续投币?否是是选择商品结束继续投币?是否退出?计算余额总额≥物价?总额<99?投币拒绝投币计算总额开始图1ASM图自动售货机n方框图分频器clk防抖单元successfailureamountchoicerefundSelect12Select8Paper10Select

6、3Paper5Paper1防抖单元防抖单元防抖单元点阵点阵显示单元防抖单元LED控制器译码显示器数码管防抖单元Cancel防抖单元图2方框图nMDS图图3MDS图CancelCancelCancelPayChooseSelectPaperEndFailureProcessWaitSuccess自动售货机2.3分块设计2.3.1分频器设计图4clkgensymbol分频器的原理是对输入的脉冲进行计数，计数的模值对应分频系数。本实验设置分频系数为50万，占空比为50%，及将50MHz的时钟频率分成100H

7、z。2.3.2防抖单元设计图5keyinsymbol采用计数器型消抖电路,设置一个模值为（N+1）的控制计数器，当按键持续时间大于N个时钟周期时，计数器输出一个单脉冲。一般抖动产生的毛刺宽度小于N个时钟周期，则计数器无输出，防抖功能得以实现。2.3.3控制器设计图6automatsymbol控制器内部采用BCD码的加减法，根据输入的投币面值、商品号及退出信号，计算出总额、找零，判断交易是否成功，以输出给下一级的显示模块。自动售货机2.3.4译码显示器设计图7decodingdisplaysymbol译

8、码显示器将输入的BCD码装换成共阴极数码管0-9时各段对应的编码，对5个数码管进行连续快速扫描，以同时显示输入BCD码对应的数字。2.3.5点阵显示单元设计图8dot_matrixsymbol点阵显示单元采用行扫描循环出0的方式，频率采用1KHz,保证点的亮度一致且足够高。行为0时表示该行被选中，列为1时表示该列被选中。图9顶层实体连接图自动售货机3．仿真波形及波形分析3.1分频器（clkgen）图10分频器仿真波形分频器波形分析：此分频器为50万分频，