简易自动售货机设计课设报告

沈阳航空航天大学

课程设计

（说明书）

简易自动售货机的设计

班级/ 学号04020101/2010040201012 学生姓名范会林

指导教师曹阳

沈阳航空航天大学

课程设计任务书

课程名称电子线路课程设计

院（系）电子信息工程学院专业电子信息工程专业

班级04020101 学号2010040201012 姓名范会林

课程设计题目简易自动售货机的设计

课程设计时间: 2012 年12 月31 日至2013 年01 月13 日

课程设计的内容及要求：

一、设计说明

设计一台简易自动售货机。

二、技术指标

1、用模拟或数字电路设计一台自动售货机，所用电源为220V交流市电。

2、可以实现收款，找零，出货，显示的功能。

3、用数码管实时显示所选购商品的种类，共5种价位1至5元,20种商品。

4、可收货币为一元、五元、十元三种。

三、设计要求

1. 在选择器件时，应考虑成本。

2. 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。

3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。

四、实验要求

1．根据技术指标制定实验方案。

2. 仿真及硬件实验验证所设计的电路。

3．进行实验数据处理和分析。

五、推荐参考资料

1．戴伏生主编. 基础电子电路设计与实践.[M]北京：国防工业出版社，

2002年

2．童诗白、华成英主编者. 模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年

六、按照要求撰写课程设计报告

指导教师年月日

负责教师年月日

学生签字年月日

成绩评定表

评语、建议或需要说明的问题：

成绩

指导教师签字：日期：

一、概述

自动售货机是20世纪70年代在日本、欧美发展起来的高新技术现代应用产品，被称为24小时营业的微型超市，售货领域已扩展至小食品、小用品、香烟、电话卡、车票、邮票等。钱币装置是自动售货机的核心，其主要功能是确认投入钱币的真伪，分选钱币的种类，计算金额。如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号，并找出余钱。自动售货机自动输出顾客所要的商品。目前在40多个国家已经广泛使用，日本平均每23人一台，美国平均每40人一台，欧洲平均每60人一台。在邻国日本，70%份额的罐装饮料市场是通过自动售货机售出的；美国可口可乐公司拥有五十余万台饮料自动售货机分布在世界各地。通过自动售货机销售将成为商品零售业不可分割的重要组成部分。

面对当前快速商品社会，人们的时间观念越来越重，如何才能更快的购买到顾客自己所需的商品，这都是顾客和商家共同面临的问题。自动售货机不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易,能够实现商品的自动化。因此，自动售货机在商业，食品行业越来越普及，更方便消费者购买自己所需的商品。随着科技的发展及人们生活水平的提高，自动售货机市场的发展越来越呈现出多元化及个性化的需求。自动售货机已在国内普及，并成为城市现代文明程度的一种象征性标志。

本文提出两种自动售货机的设计方案，分别对两种方案加以论述，并选择一种方案，对其在Multisim10平台上进行了仿真测试，结果均达到指标要求。

二、方案论证

方案一：

利用简单的组合逻辑电路和时序逻辑电路分别搭建出各个所需功能模块，最后将各个模块整合在一起，其原理框图如图1。

寄存器

投币系统 加法器

显示投入金额及商品种类

货物选择 比较器

出货

减法器

退币

显示所选种类 显示余额

金额不为零

寄存器

图1 方案一原理框图

在此方案中，投币和选择货物有先后，当没有投币时，货物无法进行选择。投币之后，系统会显示用户可以购买的商品种类，选择商品后，商品价格会与投入金额相比较，若商品价格高于投币金额，则无法操作，需要用户重新选择，否则，出货，并通过减法器求得余额进行退币。

方案二：

利用现场可编程门阵列（FPGA）用VHDL语言进行编程，已达到控制自动售货机的目的。其系统原理方框图如图2 。

时钟分频器

钱数输入

控制器

商品选择译码显示

图2 方案二原理框图

系统按功能可分为分频模块、控制模块和译码输出模块。

分频模块的作用是获得周期较长的时钟信号，便于操作，且不会产生按键抖动的现象。其原理是定义两个中间信号Q、DIV_CLK，Q在外部时钟CLK的控制下循环计数，每当计数到一个设定的值时DIV_CLK的值翻转，最后将DIV_CLK赋给NEW_CLK即可，改变设定值可改变分频的大小。

控制模块是这个系统的核心模块，它具有判断按键、计算输入钱数总和、计算找零、控制显示四个作用。它的工作原理是每当时钟上升沿到来时，判断哪个按键按下，若按下的是钱数键，则将钱数保存于中间信号COIN，若下次按下的仍是钱数键，COIN的值则加上相应的值并显示于数码管；当物品键按下时，则将COIN的值与物品价格进行比较，然后控制找零。

由于钱数可能大于9，所以译码显示模块的作用就是将钱数译码后用两个数码管显示，这样方便观察。

本设计采用的方案一，简单可行，容易实现，且性价比比较高。

三、电路设计

1.直流稳压电源电路

本题要求使用220V 交流市电为系统供电，所以需要设计直流稳压电源。首先是对220V 的高压进行变压，变压器的具体的匝比要根据下级的电路来确定。变压之后的电流仍然为交流，在通过整流电路后，变为脉冲直流。滤波电路可以消除脉冲，但是输出的直流电压仍不稳定。最后，通过稳压电路，使得电压的稳定性大大提高，整个过程如图3。

利用317稳压块连接成5V 直流稳压电源电路如图4所示。

二极管D5的反向电压为29V ，所以整流输出与地之间的电压为

345291=+=U V

则变压器二次侧的电压为

282

.1342

.12≈=

=

i U U V

则变压器的匝比为

变压

整流

滤波

稳压

AC220

DC5V

图3 直流稳压电源原理框图

图4 直流稳压电源电路图