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1、燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 简易售货机 学院（系）： 电力系统 年级专业： 09电力1班 学 号： 090103030057 学生姓名： 指导教师： 教师职称：实验师 实验师 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心 学 号090103030057学生姓名曹彬专业（班级）电力1班设计题目简易售货机设计技术参数用数字开关设置大小在015内的购物金额和付款金额以十进制形式显示购物金额、付款金额和找零金额设计要求分别用4个拨码开关设置购物金额和付款金额用6个静态数码管显示购物金额、付款金额和找零金额。工作量学会使用Max+PlusII软件和实验箱
2、；独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；参加答辩并书写任务书。工作计划1. 了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；2. 学习使用实验箱，继续电路设计；3. 完成电路设计；4. 编程下载、连接电路、调试和验收；5 答辩并书写任务书。参考资料数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社.EDA课程设计B指导书. 指导教师签字吕宏诗 张强基层教学单位主任签字金海龙说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2011年12 月16 日 目 录第1章 摘要4第2章 引言4 第3章 基本原理5第4章 参数设计及运算5 4.1 二进制转化为
3、5 4.2 两个输入端做减74.3 加入比较器8 4.4 设计总电路图9 4.5 波形仿真图10第5章 管脚锁定及硬件连线12第6章 结论 13心得体会 13参考文献 18第1章 摘要 现代电子设计技术的核心是EDA（Electronic Design Automation）技术。EDA就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL（Hardware Deion Language）为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构总和（布局布线），以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。售货机在我们的日常生活中随处
4、可见，比如说我们去超市购物，收银员只要输入顾客的购物金额和付款金额，电脑就会自动的显示并计算出应找的钱数，自动的找出零钱。 第2章 引言 EDA技术是以计算机为工具完成数字系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作。电路设计者只需要完成对系统功能的描述,就可以由计算机软件进行系统处理,最后得到设计结果,并且修改设计方案如同修改软件一样方便。利用EDA工具可以极大地提高设计效率。利用硬件描述语言编程来表示逻辑器件及系统硬件的功能和行为，是EDA设计方法的一个重要特征。这次的题目就是设计简易售货机，首先要用数字开关设置大小在015内的购物金额和付款金额，然后要以以十进制形式显示购物金额、付款金额和找
5、零金额。 第3章 基本原理这次的题目是设计简易售货机，解决的问题也并不复杂，仔细研究主要集中在两个核心问题上：（1）将二进制的输入转化为十进制并用数码管显示（2）对两个二进制输入做减法运算，结果也用数码管输出。针对于以上的问题，首先是根据真值表写出逻辑表达式，通过组合逻辑电路将二进制数转化为十进制。因为要做减法运算，为了得到四位减法器，利用超前进位加法器，将一个输入端与另一个输入端的补码进行相加即可实现。最后为了更加完善，在两个输入端口加入比较器，对于购物金额和付款金额在现实中的考虑，更加实用些。首先，要设计个电路图，使输入的二进制转化为十进制。然后，为了得到分别代表购物金额和付款金额的两个四
6、位二进制输入相减的效果，可利用74283四位超前进位加法器，将一个输入端和另一个输入端的补码进行加法。其次，考虑到如果当被减数的付款金额小于购物金额时的情况，在输入端口利用7485四位数字比较器，在正常情况下不影响差值结果，如果被减数小于减数，无论输入为多少其结果皆为0。最后，我们要使购物金额，付款金额，找零金额在1到6号数码管中分别显示出来。 第4章 参数设计及运算 4.1二进制转化为十进制根据要求用4位数字开关（A,B,C,D）控制两个数码管（共八个引脚 十位DCBAX3X2X1X0Y3Y2Y1Y00000000000000001000000010010000000100011000000
7、11010000000100010100000101011000000110011100000111100000001000100100001001101000010000101100010001110000010010110100010011111000010100111100010101X3,X2,X1,X0, 个位 Y3,Y2,Y1,Y0）可得真值表如下： 根据真值表写出逻辑表达式： 表示十位 : X3=0 个位: Y3=BCD X2=0 Y2=BC+CD X1=0 Y1=BD+BCD X0=(B+C)D Y0=A根据逻辑表达式画出组合逻辑电路图如下： 为了应用方便与清晰，将上电路图模块
8、化： 此模块可实现二进制转化为十进制数码管输出4.2两个输入端做减法运算 为了得到两个四位二进制输入相减的效果，可利用74283四位超前进位加法器，将一个输入端和另一个输入端的补码进行加法即可。购物金额的四位输入端（PRICE4,PRICE3,PRICE2,PRICE1）作为减数，要进行补码运算,付款金额的四位输入端（P4，P3，P2，P1）作为被减数，找零四位输入端为（SUM4,SUM3,SUM2,SUM1）作为差值。74283的真值表：此电路图如下：4.3加入比较器 考虑到如果当被减数的付款金额小于购物金额时的情况，在输入端口利用7485四位数字比较器，在正常情况下不影响差值结果，如果被减
9、数小于减数，无论输入为多少其结果皆为0。 比较器的八位输入分别是购物金额和付款金额，7485有三个输出端口： ALBO（PRICEPAY)当购物金额PRICE小于付款金额PAY时，有ALBO（PRICEPAY）端口输出高电平1，购物金额C大于或等于付款金额P时，有ALBO（PRICEPAY）端口输出低电平0，只要让输出端ALBO分别与找零金额的每个输出端口相与，即可达到要求的目的。7485的真值表：电路图如下：4.4 设计总电路图 PRICE0 PRICE1 PRICE2 PRICE3 四位数字开关表示物品的购物金额 PAY0 PAY1 PAY2 PAY3 四位数字开关表示物品的付款金额 z7
10、 z6 z5 z4 z3 z2 z1 z0 表示物品的购物金额的数码管输入端 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0表示物品的付款金额的数码管输入端 w7 w6 w5 w4 w3 w2 w1 w0表示物品的找零金额的数码管输入端4.5 波形仿真图（1）二进制转化为十进制组合逻辑电路仿真（2） 总电路仿真 （3）付款金额小于购物金额的情况仿真第5章 管脚锁定及硬件连线 1.控制购物金额的4位数字开关：PAY0=PIN39， PAY1=PIN40， PAY2=PIN41， PAY3=PIN44 控制付款金额的4位数字开关：PAY0=PIN45， PAY1=PIN46， PAY2=PIN47
11、， PAY3=PIN53 2.显示购物金额的两个4位数码管：L7=PIN196，L6=PIN195，L5=PIN193，L4=PIN192 L3=PIN191，L2=PIN190，L1=PIN189，L0=PIN187 显示购物金额的两个4位数码管:z7=PIN148，z6=PIN147， z5=PIN144， z4=PIN143 z3=PIN142， z2=PIN141， z1=PIN140， z0=PIN139 显示付款金额的两个4位数码管：d7= PIN136N，d6=PIN135，d5=PIN134，d4=PIN 133 d3=PIN132，d2= PIN 131，d=PIN 128，
12、d0=PIN127 6个数码管的位控位分别锁定为： KS1=PIN94,KS2=PIN95,KS3=PIN96,KS4=PIN97,KS5=PIN99,KS6=PIN100 3,其中显示找零金额的数码管需要连线，在试验箱上的对应分别是：3D0=PIN173，3D1=PIN175,3D2=PIN177,3D3=PIN187,3D4=PIN190,3D5=PIN192,3D6=PIN195,3D7=PIN197第6章 课程设计总结 就要结束这一周的EDA课程设计了，在这充实的一个星期里，在老师们的指导下，我学习到了许多的知识。回首这几天，虽然我们一开始都挺紧张的，但当我看到自己努力完成的设计任务（
13、简易售货机），从机箱中成功的实现它的所有功能，我真的感到由衷的快乐。刚拿到简易售货机的题目时，我没有太多的好想法。尔后经过仔细的分析，把问题的突破口找到了。在解决第一个问题时，将二进制转化为十进制的问题，我利用真值表组合逻辑电路，后算出逻辑表达式。第二个问题出在找零时怎么做减法，利用微机原理课上学过的将减数的二进制补码加一，可以将其转化为加法计算出差值来，因为要加一，就将74283的进位标志CIN接入高电平。最后为了考虑到实际中可能会出现付款金额不够支付购物金额的情况，因此加入比较器，使在此情况下找零显示皆为零。通过对于自动售货机的设计，我学会了EDA软件并能自己独立使用，还增强了自己独立思考
14、的能力，同时认识到EDA强大的优势，让我对于电路设计产生了许多兴趣。在学习设计的过程中，让我们不断的进步与创新。希望以后在工作中能派上它的用场。这是我的第一次课程设计，通过EDA的课程设计，学会了使用MAX+PIUS2软件，学会了运用以前学过的知识，进行程序设计，使我们对电气元件有了更深的学习。它让我认识到理论的成功更需要实践去检验。最后，对学生悉心指导与帮助的吕老师和张老师，表示由衷的感谢。参考文献数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社.EDA课程设计B指导书.燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语：该生学习态度 （认真 较认真 不认真） 该生迟到、早退现象 （有 无）该生依赖他人进行设计情况 （有 无）平时成绩： 指导教师签字： 2011 年 12 月 16 日图面及其它成绩：答辩小组评语：设计巧妙，实现设计要求，并有所创新。 设计合理，实现设计要求。 实现了大部分设计要求。 没有完成设计要求，或者只实现了一小部分的设计要求。 答辩成绩： 组长签字： 2011 年 12 月 16 日课程设计综合成绩：答辩小组成员签字： 2011年 12 月 16日
