簡易自動售貨機的設計DOC

1、沈陽航空航天大學課 程 設 計（說明書）簡易自動售貨機的設計班級 / 學號 學 生 姓 名 郭 明 闖 指 導 教 師 曹 陽 沈陽航空航天大學課 程 設 計 任 務 書課 程 名 稱 電子技術綜合課程設計 院（系） 自動化學院 專業(yè) 自動化專業(yè) 課程設計題目 簡易自動售貨機的設計 課程設計時間: 2012 年 12 月 24 日 至 2013 年 01 月 06 日課程設計的內容及要求：一、設計說明設計一臺簡易自動售貨機。二、技術指標1、用模擬或數(shù)字電路設計一臺自動售貨機，所用電源為220V交流市電。2、可以實現(xiàn)收款，找零，出貨，顯示的功能。3、用數(shù)碼管實時顯示所選購商品的種類，共5種價位1

2、至5元。4、可收貨幣為一元、五元、十元三種 。三、設計要求1. 在選擇器件時，應考慮成本。2. 根據技術指標通過分析計算確定電路形式和元器件參數(shù)。3. 畫出電路原理圖（元器件標準化，電路圖規(guī)范化）。四、實驗要求1根據技術指標制定實驗方案；2. 仿真及硬件實驗驗證所設計的電路。3進行實驗數(shù)據處理和分析。五、推薦參考資料1戴伏生主編 . 基礎電子電路設計與實踐 . M北京：國防工業(yè)出版社，2002年 2童詩白、華成英主編者 . 模擬電子技術基礎. M北京：高等教育出版社，2006年指導教師 年 月 日負責教師 年 月 日學生簽字 年 月 日成績評定表評語、建議或需要說明的問題：指導教師簽字： 日期

3、：成 績6、 按照要求撰寫課程設計報告：1、 概述本設計是一套結構簡單，操作方便，性能可靠的自動飲料售賣機產品。自動飲料售賣機電路設計采用選擇商品電路、投幣累加電路、統(tǒng)計賣出商品電路等四個基本電路構成。自動售貨機在接受投入錢幣后，通過與商品價格比較，確定是否能夠售出商品和把算出剩余的錢找回。當商品輸出后售貨機自動把上次賣出商品的價格和投入的錢幣的總和清零，這時才可以進行下次交易。自動售貨機還應滿足商家查看銷售商品的總和及使其清零，和控制該售貨機進行整體復位。該售貨機可以幫助商家更好的銷售商品，并且節(jié)省人力，獲得更大的利潤自動飲料售賣機是能夠根據投入的錢幣自動取出飲料的機器，它是商業(yè)自動化的常用

4、設備，不受時間、地點的限制，能節(jié)省人力、方便交易?，F(xiàn)代的自動飲料售賣機的種類、結構和功能依出售的飲料種類而異。錢幣裝置是自動飲料售賣機的核心，其主要功能是確認投入錢幣的真?zhèn)?，分選錢幣的種類，計算金額。如果投入的金額達到購買物品的數(shù)值即發(fā)出售貨信號，并找出余錢。自動飲料售賣機自動輸出顧客所要的商品。因此，自動售貨機在商業(yè)，食品行業(yè)越來越普及，更方便消費者購買自己所需的商品。自動售賣機是本世紀70年代在日本、歐美發(fā)展起來的高新技術現(xiàn)代應用產品，被稱為24小時營業(yè)的微型超市，售貨領域已擴展至小食品、小用品、香煙、電話卡、車票、郵票等。目前在40多個國家已經廣泛使用，日本平均每23人一臺，美國平均每4

5、0人一臺，歐洲平均每60人一臺。在鄰國日本，70%份額的罐裝飲料市場是通過自動售貨機售出的；美國可口可樂公司擁有五十余萬臺飲料自動售貨機分布在世界各地。通過自動售貨機銷售將成為商品零售業(yè)不可分割的重要組成部分。2、 方案論證設計一個簡易自動售貨機可以實現(xiàn)收款，找零，出貨，顯示的功能用數(shù)碼管實時顯示所選購商品的種類，共5種價位1至5元?？墒肇泿艦橐辉?、五元、十元三種 。方案一： 此方案的主要芯片為74283N，它的功能是先將商品金額轉換為補碼，再將補碼與投入金額相加，來達到計算找零金額的目的。商品價格 出貨譯碼投幣信號輸入與處理 74283N補碼加法器 計 算 找 零 顯示找零圖1.簡易自動售貨

6、機的原理圖方案二：此方案的主要芯片為74LS192減法器芯片，此芯片的功能為將投入金額逐次減1，直到剩余的數(shù)值與商品金額相等為止，以此來達到找回零錢的目的。商品價格 出貨譯碼投幣信號輸入與處理 74LS192減 法 器 計 算 找 零 顯示找零圖2.簡易自動售貨機的原理圖（2）方案分析：經過對比，發(fā)現(xiàn)兩個方案基本差別不大，但方案一更加直觀故選擇方案一進行如下的分析。3、 電路設計 1.直流穩(wěn)壓電源電路圖3.直流穩(wěn)壓電源電路 直流穩(wěn)壓電源的作用在于將220V市電轉換為5V實驗室電壓，以提供給實驗儀器工作。電源轉換電路原件參數(shù)的選擇： 輸入為220V，50Hz的單相交流電源，連接一個25：1的變壓

7、器，型號為TS_MISC_25_TO_1，由橋式整流電路將正弦波轉換為饅頭波，整流之后變?yōu)楹薪涣鞒煞值膯我环较螂妷海瑘D中用于抵消輸入線較長時的電感效應，以防止電路產生的自激振蕩，其容量較小，一般選擇小于1uF故電路中選100nF。電容用于消除輸出電壓中的高頻噪聲，在LM7805的輸入端和輸出端之間跨接一個二極管，防止放電損壞穩(wěn)壓管。最后經過穩(wěn)壓管LM7805KC得到穩(wěn)定準確的直流穩(wěn)壓電源。2. 商品價格輸入電路：圖4.商品價格輸入電路商品價格輸入電路的作用在于將顧客所選購的商品的價格顯示在數(shù)碼管中，且設定了一個確認按鍵，一經確認，運算器即給出顧客投幣是否滿足商品價格要求。此程序中模擬了20種

8、商品的購買，分別為15元五種價位的商品，每種價位中還有4種不同類型的商品，共20種，但是因為技術原因，每次只能購買一種商品。3. 投入金錢計數(shù)電路：圖5.投入金錢計數(shù)電路 投入金錢計數(shù)電路作用在于記錄投入金錢的數(shù)量，且用數(shù)碼管顯示，其中包含了一個補碼加法器，用于投入金額與商品金額的大小的比較。同樣由于技術原因，只能投入1元、5元和十元三種面值的錢幣。4. 找回零錢處理電路：圖6.找零處理電路找零處理電路的作用是將顧客投入的金額與商品金額比較，若商品金額大于投入金額，則不能夠出貨，若商品金額小于投入金額，則可以輸出商品，并實現(xiàn)找零。找零是通過一個加法器，將商品價格的補碼加上投入金額來實現(xiàn)兩者的相

9、減的。5. 自動售貨機LED電路： 圖7.確認出貨的LED燈電路 當顧客選擇好商品并且投幣后，LED等將會點亮，來確認商品已經出售給顧客。圖8.使用狀態(tài)LED指示電路 當售貨機通入電源可以使用時，此LED點亮。當有顧客來購物時，在顧客投幣的瞬間此LED將會滅掉，以此來表示售貨機正在使用中。四、性能的測試： 1.直流穩(wěn)壓電源電路的測試：圖9.直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓顯示圖10.直流穩(wěn)壓電源的輸出參數(shù)及波形2. 商品價格輸入電路測試：圖11.商品價格輸入電路的顯示 由于模擬儀器具有局限性，所以選擇開關、四線輸入與或門、異或門、鎖存器與數(shù)碼管作為顯示電路。當將開關“4”和開關“確定”閉合時，數(shù)碼管將會

10、顯示商品的價格為4元。3. 投入金錢計數(shù)電路測試： 圖12.投入金額計數(shù)電路 此部分同樣采用開關、異或門與數(shù)碼管的組合。當將“5元”的開關閉合時，數(shù)碼管將顯示投入金額5元。五、結論： 本次設計目的在于設計一個自動售貨機電路來模擬自動售貨機的工作原理。其實這個課題對我來說還是有一定難度的。因為需要運用大量的電子技術知識，但是課堂上的書本知識根本滿足不了這次課程設計的要求。所以自己還是花費了相當大的功夫的。但最后還是有一些功能不是很完善，以至于這個電路還有很多缺陷所以根本難以應用到實際中去。大部分的功能還是可以完成的。所以這次課設到這里就算是結束了。6、 性價比：本次設計中使用的原件多為開關、電阻

11、、電容等小器件，見本上沒有大型電子元件，所以成本應該會很低。但是性能總體來說還是不夠完善，所以性價比應該一般。7、 課設體會及合理化建議： 轉眼之間，我已是大三的學生了，大學生活已經過去了兩年半了，兩年半來很少有機會自己動手做點東西，一直都是在學習課本上的理論知識，能自己親自用自己學過的知識做些東西的機會很少，正所謂“紙上談兵終覺淺，覺知此事要躬行?！睂W習任何知識，僅從理論上去求知，而不去實踐、探索是不夠的，所以在模電、數(shù)電剛學完之際，緊接著來一次電子電路課程設計是很及時、很必要的。這樣不僅能加深我們對電子電路的認識，而且還及時、真正的做到了學以致用。入學以來，這是我的第一次電子課程設計。我心

12、中充滿了高興與期望。從最初的高興到迷茫到失敗再到最后的成功。在這兩周我學會了很多。特別是課堂上學不到東西。 起初拿到課題時，我覺得很茫然，因為大家的課題多多少少都會和資料中的課題有點類似或者有的更是一摸一樣，而我卻很難找到與我的題目類似的課設資料，因此一度很是沮喪。但是經過問同學，我發(fā)現(xiàn)我的題目還是有規(guī)律可循的，經過漫長的電路圖設計過程，終于將功能慢慢的實現(xiàn)，并且在同學的指導下我掌握了測試的方法。于是我開始在設計軟件上開始初步連接電路圖，對Multisim的接線進行初步的試探，然后逐步進行仿真測試，最后整個電路圖連通了。但是又有一個新的問題產生了，邏輯功能不正確，經過仔細分析后發(fā)現(xiàn)是加法器將輸

13、入金額與商品金額的補碼相加時出現(xiàn)了錯誤，因此我在重新調整電路的連線就可以解決問題了。在做完這些測試和修改后，重新搭接電路運行后電路正常工作。當看到自己設計的電路正常工作時，心里有說不出的喜悅。 在兩個星期的課程設計中，我曾失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。 生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。通過實習，我才真正領略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識到老一輩電子設計為我們的社會付出。我想說，設計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學習中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以通過這次

14、課程設計好好挺高一下自己的實際動手能力，為以后出來找工作奠定一個良好的基礎。 通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。通過這次設計，我對以前學過的的模電和數(shù)電知識進行了復習，回顧；又通過自動售飲料機的設計深入學習了Multisim軟件的使用，對數(shù)字電路設計中的邏輯

15、關系、線路搭接問題等有了一定的認識，對以前學的數(shù)字電路又有了一定的新認識，溫習了以前學的知識，但在設計的過程中，遇到了很多的問題，有一些知識都已經不清楚了，但是通過一些資料又重新的溫習了一下數(shù)字電路部分的內容。在這次設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。最后我也要感謝老師能給我這次鍛煉的機會，感謝老師對我的細心教導。希望今后類似這樣課程設計、類似這樣的鍛煉機會能更多些！參考文獻1閻石著. 數(shù)字電子技術基礎M. 北京：高等教育出版社，2005年2 童詩白、華成英主編者. 模擬電子技術基礎M. 北京：高等教育出版社，2006年3 趙淑范、王憲偉主編.電子技術實驗與課程設計M. 北京：清華大學出版社，2006年4孫肖子、鄧建國主編.電子設計指南M. 北京：高等教育出版社，2006年5謝自美. 電子線路設計&