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1、2012-2013学年第二学期■山家科牧丈曇电工电&实验教曇屮皿创新性实验研究报告实验项目名称简易自动售饮料机设计组长姓名学号—联系电话E-mail成员姓名学号—成员姓名学号专业班级指导教师及职称2013年7刀1口一、实验摘要运用时序逻辑电路来模拟实现简易口动售饮料机。取投币信号为输入逻辑变量，投入一枚一元硬币时用A=1表示，未投入时，A=0o投入一枚五角硬币时用B=1表示，未投入时，B=0o给出饮料和找钱为两个输出变量，分别以Y,Z表示。给出饮料时Y=l,不给吋Y=0；找冋一枚五角硬币吋Z=l,不找吋Z=0。二、实验目的口动售饮料机的投币口每次只能投入一元或五角。投入一枚一元硬币和一枚五角
2、的硬币后机器门动给出一杯饮料，投入两元（两个一元）硬币后，给出饮料同时找回五角硬币一枚，投入三枚五角机器自动给出一杯饮料。三、实验场地及仪器、设备和材料：实验场地：院实验室；实验仪器设备：PC机一台，函数信号发生器，数电实验箱；实验材料：而包板，导线若干，LED灯，单刀双掷开关，74LS00,74LS02,74LS04,74LS74,CD4207；四、实验内容1、实验原理见附件（实验仿真电路图）2、实验内容设未投币前电路的初始状态为SO,投入五角硬币以后为S1,投入一元硕币以后为S2.再投入一枚五角硬币后电路返lH
3、SO,同时输岀为Y=l,Z=0；如果投入的是一枚一元硬币，则电路也应返回SO
4、,同时输出为Y=l,Z=1•因此，电路的状态数M=3已足够。根据题意列出状态转换表s7YZab00011110soso/ooSl/00x/xxS2/00SISl/00S2/00x/xxS0/10S2S2/00S0/10x/xxS0/11可知状态转换图00/0000/00AB/YZ因为止常工作中不会出现AB=11的情况，所以与Z对应的S：Y,Z均作约束项处理。取触发器的位数n二2,则2〈3(M)<4,故符合要求。今以触发器状态Q1Q0的00,01,10分别代表SO,SI,S2,则从状态转换图或状态转换表即可画岀表示电路次态/输出(Q1*qo7yz)的卡诺图。0000/0001/00XX/XX
5、10/0001/0010/00XX/XX00/10XX/XXXX/XXXX/XXXX/XX10/0000/10XX/XX00/1110110001011110选用JK触发器，写出电路的状态方程，驱动方程，和输出方程为状态方程：Q]*二QIAE+Q1'Qo'A+QoB二Q](AB+Q()B)+Qi'(Qo‘A+Q°B)Qo*=QiQ'B+QoAE驱动方程：Ji=Q()A+Q0BKi=(AB+Q()B)'Jo=QiBK()=A+B输出方程：Y=Q]B+Q]A+QoAZ=QiA根据以上数据在multisim中画出仿真图，并仿真，仿真成功后，根拯仿真图搭建实际电路并调试出结果。3、实验步骤I.根据题
6、目要求，抽象出逻辑变量，并列出相关的状态转换表、画岀状态转换图、电路次态卡诺图并将其分解，根据卡诺图写出电路的状态方程、驱动方程、输出方程；I.根据第一步中得到数据在multisim中画出仿真图并仿真，调试出相应结果；⑪脉冲信号输入后，JK触发器对输入信号进行保存，此时JK触发器输出端Q的LED灯的亮灭代表冇无信号输入：LED灯点亮表示冇信号输入，LED灯灭表示无信号输入。II.根据需求购买相应器件；III.根据仿真图搭建实际电路并调试出实验结杲；IV.拍摄视频，记录实验结果；V.撰写实验报告；VI.作品、视频及实验报告上交。五、实验结果与分析1、实验现彖、数据记录当输入为两个一元吋，代表出
7、饮料的绿色LED灯亮和代表找零的红色LED灯亮；当输入为三个五角时，代表出饮料的绿色LED灯点亮；当输入为一个一元和一个五角时，代表出饮料的绿色LED灯点亮；2、对实验现彖、数据及观察结果的分析与讨论：两个黄色LED灯点亮时，分别代表一元和五角的信号输入；绿色LED灯点亮时，代表输出饮料；红色LED灯点亮吋，代表找零。3、关键点：①注意函数信号发生器频率的选择，如果频率过高会导致前后两次输入无法区分，宜选用100Hz以下频率。②该电路逻辑转换无法自启动，故需要注意与复位开关配合。③在进行器件连接时，一定要检查每根导线是否导通良好，同吋要注意检查各门电路是否止常工作。六、实验结论通过对设计方案
8、的模拟仿真，发现该方案可以满足设计要求。在对方案进行实物连接后,发现逻辑功能基木达到设计要求，但由于接触等问题，系统工作不太稳定。综合考虑，该系统作为一个独立系统可以满足设计耍求。同时，从稳定性的角度看，该系统不宜作为大规模系统的子系统。七、指导老师评语及得分:签名：年月日附件：实验仿真图:OU17AB（仇俐U18AgNDO丫绘OZ找$・九亀》实物图:
