自动售货机的逻辑电路设计与仿真

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1、2012年4月重庆文理学院学报(自然科学版)Apr．，2012第31卷第2期JournalofChongqingUniversityofArtsandSciences(NaturalScienceEdition)V01．3lNn2自动售货机的逻辑电路设计与仿真曾菊容(宜宾学院物理与电子工程学院，四川宜宾644000)[摘要]自动售货机是能够根据投入的钱币自动售货的机器，文中给出了利用数字逻辑电路设计自动售货机的具体过程，并通过Muhisim软件平台进行仿真调试，验证了设计的正确性．[关键词]售货机；逻辑电路；Muhisim[中图

2、分类号]TN791[文献标志码]A[文章编号]1673—8012(2012)02—0051—03随着科技的发展和社会的进步，自动化商业出货物和找零钱的信号；控制电路根据输入信号机械有了越来越广泛的应用．自动售货机是能够和输出信号实现对运算电路的控制．根据投入的钱币自动售货的机器，是商业自动化的常用设备，不受时间、地点的限制，能节省人力物力，是社会发展的一种趋势．目前实现自动售货机的方法很多，大多采用PLC、单片机、FPGA等方式实现．虽然功能都很完善，但从节约成本图1自动售货机的设计框图方面考虑，本文提出了采用逻辑电路设计自动售

3、货机，既经济又实用．对电子类的初学者来说，能2主要电路的设计采用数字逻辑电路来设计贴切实际生活的东西，2．1运算电路设计更能激发他们的学习兴趣，并且具有一定的挑战运算电路由4位超前进位加法器74I_5283和性，能体现他们对《数字电子技术》课程相关知4位寄存器74LS175组成，其原理图如图2所示．识的综合运用能力以及对仿真软件Multisim的使用能力．文中利用74LS系列数字集成电路设计出了一款自动售货机⋯，其具体功能为：①有两个投币口，分别为1元和5角投币口；②每次只能投入1枚1元或5角硬币；③投入1元5角硬币后机器自动给

4、出1瓶矿泉水；④投入2元硬币后，在给出1瓶矿泉水的同时找回1枚5角的硬币．1自动售货机的设计框图图2运算电路原理图自动售货机的总体设计框图如图1所示-1J．投入的硬币通过输入电路转换出的电信号它由4部分电路组成，输入电路主要识别硬币的用两个按钮来模拟．一个表示投入的1元硬币，真假和硬币的币值，在本文中不涉及这部分电路转换为加法器输入的二进制数为“1010”，另一个的设计，文中的投币输入电路采用开关来模拟；表示投入的5角硬币，转换为加法器输人的二进运算电路主要完成投人硬币的叠加；输出电路给制数为“0101”．寄存器74LS175用

5、来暂存叠加结[收稿日期]2011一l1—08[作者简介]曾菊容(1978一)，女，四川资中人，讲师，主要从事数字系统集成和EDA技术方面的研究51万方数据果，在投币之前系统为零状态，即74LS175的Q1111，即寄存器输出为1111时，输出一个高电端全部输出为0．这时74LS283的一个加数为0，平，即给出货物信号，此时不找零钱输出显示为当有投币信号时，74LS283实现一次加运算，投0；②当投入的硬币为1枚5角的和1枚1元的，币信号产生时通过控制电路产生一个上升沿时累加结果为0101+1010=1111，即寄存器输出为钟信号

6、使加的结果同时被置入74LS175寄存．若1l11时，输出一个高电平，即给出货物信号，此再次投币，74LS283就实现与上一次投人的硬币时不找零钱输出显示为0；③当投入的硬币均为叠加．直到投入的硬币数为1元5角或2元时，1元的，需要投入两次，累加结果为1010+1010通过控制电路产生复位信号为止．这样就完成一=0100，即寄存器输出为0100时，输出一个高电次售货．平，即给出货物信号，此时找零钱输出显示为5，2．2控制电路设计即系统退出1枚5角硬币．其原理图设计如图4控制电路主要完成运算电路中寄存器所示．74LS175时钟信号

7、的产生和售出货物后复位信号的产生，其设计原理图如图3所示．图4输出电路原理图图3控制电路原理图2．4整体电路设计及仿真将图2、图3和图4按照相互之间的关系连当接通电源电压以后，R和C电路输出瞬接起来，就构成了自动售货机的完整电路图一z，时高电平经过或非门G输出低电平，即给出一并在Muldsim8．0中进行仿真_3]，其仿真图如图5个复位信号使运算电路中的寄存器74LS175置和图6所示．投入的硬币信号是用两个单刀双掷“0”，电路处于准备状态．当没有投币信号时，门开关来模拟的，给出货物信号通过一个指示灯显G输出为高电平，通过门G取

8、反，输出为低电示，找零钱数通过LED显示出来．图5是当投入平．当有投币信号时，即门G有高电平脉冲加3枚5角硬币或投入1枚5角和1枚1元硬币的入，输出为低电平，通过门G取反输出高电平，仿真图，此时指示灯亮表示有给出货物信号，G的输出由低电平变为高电平，从而得到一个