1、課程名稱電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐題目名稱學(xué)生學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師20 年 月 日廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目名稱自動(dòng)電子售票機(jī)學(xué)生學(xué)院專業(yè)班級(jí)姓 名一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容1）利用各種器件設(shè)計(jì)自動(dòng)電子售票機(jī)；2）利用DE2板對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行驗(yàn)證；3）總結(jié)電路設(shè)計(jì)結(jié)果。二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)（1）售賣的票共有3種票價(jià)（可自行假定），設(shè)置3個(gè)按鍵，電路只記憶用戶在按張數(shù)鍵前 的最后一次票價(jià)選擇；（2）由于DE2板只有4個(gè)用戶按鍵，張數(shù)鍵我們可用一個(gè)開關(guān)來代替（開關(guān)上撥再下?lián)芤?次表示進(jìn)行一次按鍵操作）；（3）通過累加計(jì)算出購票金額；（4）3個(gè)幣值按鍵我們用3個(gè)開關(guān)來代替，分別對(duì)應(yīng)于1元

2、、2元和5元幣值；（5）通過累加計(jì)算出已投幣金額；（6）計(jì)算購票金額與當(dāng)前已投幣金額的差值，并顯示在數(shù)碼管上；（7）設(shè)置一個(gè)紅發(fā)光二極管指示當(dāng)前已投幣金額是否符合購票金額，不足時(shí)這個(gè)紅發(fā)光二 極管亮，否則滅；（8）設(shè)置1個(gè)復(fù)位按鍵。三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作1、解讀自動(dòng)電子售票機(jī)所需實(shí)現(xiàn)的功能，制定功能框圖；2、查找合適的芯片，與組員共同討論遇到的問題；3、根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)電路，并用理論檢驗(yàn)電路的可行性；4、上機(jī)使用QuartusII畫圖、分配管腳、模擬仿真、下載等，調(diào)試電路（需配合DE2板操作，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行）；5、完成試驗(yàn)要求，向任課老師答辯；6、按要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，包含必要的文件和文檔。

3、四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1Quartus II入門學(xué)習(xí)，熟悉設(shè)計(jì)流程6.282進(jìn) 步學(xué)習(xí)Quartus II，講解各設(shè)計(jì)任務(wù)及 其要求，分配設(shè)計(jì)任務(wù)6.293通過查閱資料，獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，提交紙 質(zhì)電路原理圖草稿6.304在Quartus II和DE2板上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)7.17.25演示和驗(yàn)收7.56完成設(shè)計(jì)報(bào)告7.67.7五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)功能所需的芯片型號(hào)，引腳圖QuartusII的基本操作主要參考文獻(xiàn)：閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）M.北京：高等教育出版社，20065.謝云等.現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)踐課程指導(dǎo)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.2.周譽(yù)

4、昌.電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)M.北京：高等教育出版社，2007.3.發(fā)出任務(wù)書日期：20年 月曰指導(dǎo)教師簽名：計(jì)劃完成日期：20年 月 日基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章:主管院長(zhǎng)簽章：iii摘要我們小組設(shè)計(jì)的這個(gè)自動(dòng)售票機(jī)，是利用了 74系列的芯片以及一系列的基本門的電路原件來實(shí) 現(xiàn)的。這個(gè)自動(dòng)售票機(jī)的主要作用是方便人們買票，為人們提供方便，是一個(gè)使用型的工具，為我們 的生活變得簡(jiǎn)單一些。功能簡(jiǎn)介：此機(jī)向使用者提供了 3種票價(jià)的選擇（1,2,7），使用者只需要按票價(jià)的對(duì)應(yīng)鍵位，即可以購買對(duì) 應(yīng)的售票。重復(fù)按票價(jià)可以對(duì)票數(shù)進(jìn)行累加。售票機(jī)還使用了多個(gè)數(shù)碼管分別顯示所選票的單價(jià)、購 票總額、投入錢幣總額、欠費(fèi)和找

5、零，還使用了不同顏色的彩燈表示欠費(fèi)和找零兩種情況。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介：由于所需要的芯片以及元件比較多，因此我們小組經(jīng)過詳盡的討論和改造，最終對(duì)電路進(jìn)行了一 次徹底的美化，力求連線簡(jiǎn)潔、美觀，邏輯功能清晰、有條理。對(duì)售票機(jī)電路每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)是比較 獨(dú)立的，讀者可以清晰地看出模塊與模塊之間的差別。我們小組的成員深入了解個(gè)一元件，每一個(gè)芯 片的功能，在下面的報(bào)告里面，我們將會(huì)逐一呈現(xiàn)模塊與元件的具體作用與設(shè)計(jì)特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：數(shù)值比較；74283四位全加器；數(shù)值作差；鎖存器；目 錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 1設(shè)計(jì)任務(wù)目的與要求

6、4 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)目的4 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 2模塊及其原理介紹42.1功能概況42.2功能實(shí)現(xiàn)的原理5 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 2.2.2選票面值顯示模塊52.2.3選票數(shù)模塊6 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 2.2.4購票總額顯示模塊6 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 2.2.5投

7、幣統(tǒng)計(jì)模塊7 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 2.2.6結(jié)果顯示模塊7 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 2.2.6比較模塊8 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 3設(shè)計(jì)方案8 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 3.1設(shè)計(jì)思想83.2設(shè)計(jì)流程83.2.1做好準(zhǔn)備工作83.2.2分模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)9 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 3.3.3上機(jī)畫圖9

8、 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析94.1測(cè)試步驟94.2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象9 HYPERLINK l bookmark97 o Current Document 4.3功能分析9 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 5結(jié)論與問題討論105.1完成設(shè)計(jì)要求的程度10 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 5.2問題及解決的辦法10 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 5.3存在的不足及改

9、進(jìn)思路10 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 5.4心得體會(huì)11 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 6參考文獻(xiàn)111設(shè)計(jì)任務(wù)目的與要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)目的為了加深學(xué)生對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的課程設(shè)計(jì)水平，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，學(xué)校開了“電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐”課程。設(shè)計(jì)的任務(wù)為：（1）利用各種器件設(shè)計(jì)自動(dòng)電子售票機(jī)（2）利用DE2板對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行驗(yàn)證（3）總結(jié)電路設(shè)計(jì)結(jié)果1.2設(shè)計(jì)任務(wù)要求（1）售賣的票共有3種票價(jià)（可自行假定），設(shè)置3個(gè)按鍵，電路只記憶用戶在按張數(shù)鍵 前的最后一次票

10、價(jià)選擇；（2）由于DE2板只有4個(gè)用戶按鍵，張數(shù)鍵我們可用一個(gè)開關(guān)來代替（開關(guān)上撥再下?lián)芤?次表示進(jìn)行一次按鍵操作）；（3）通過累加計(jì)算出購票金額；（4）3個(gè)幣值按鍵我們用3個(gè)開關(guān)來代替，分別對(duì)應(yīng)于1元、2元和5元幣值；（5）通過累加計(jì)算出己投幣金額；（6）計(jì)算購票金額與當(dāng)前已投幣金額的差值，并顯示在數(shù)碼管上；（7）設(shè)置一個(gè)紅發(fā)光二極管指示當(dāng)前已投幣金額是否符合購票金額，不足時(shí)這個(gè)紅發(fā)光二 極管亮，否則滅；（8）設(shè)置1個(gè)復(fù)位按鍵。2模塊及其原理介紹2.1功能概況2.2功能實(shí)現(xiàn)的原理2.2.1整體電路圖圖2自動(dòng)電子售票機(jī)電路2.2.2選票面值顯示模塊“選票面值顯示模塊”電路如圖3所示，使用了三個(gè)

11、撥碼開關(guān)和7447顯示譯碼器、 個(gè)數(shù)碼管配合門電路實(shí)現(xiàn)選擇并顯示所選票的單價(jià)，票的單價(jià)分別為1元、2元和5元。圖3選票面值顯示模塊電路“選票數(shù)模塊”電路如圖4所示，通過74160計(jì)數(shù)器和7447顯示譯碼器配合選票數(shù)開 關(guān)，通過數(shù)碼管顯示出目前所選擇的票數(shù)張數(shù)。圖4選票數(shù)模塊電路2.2.4購票總額顯示模塊“購票總額模塊”電路。如圖5、圖6所示，使用了一片8位全加器、兩片74175寄存器、74185數(shù)值比較器、7447顯示譯碼器，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)投入錢幣總額，并顯示出來。圖5求和模塊電路圖6求和顯示模塊 電路2.2.5投幣統(tǒng)計(jì)模塊“投入錢幣統(tǒng)計(jì)模塊”電路與“購票總額模塊”電路結(jié)構(gòu)類似，如圖5、圖6所示。2

12、.2.6結(jié)果顯示模塊“結(jié)果顯示模塊”電路。如圖7所示，使用了 8位全加器、74185數(shù)值比較器、7447顯 示譯碼器以及門電路，實(shí)現(xiàn)差額顯示。圖7求差顯示模塊2.2.6比較模塊“比較模塊”通過八位數(shù)圖8比較模塊電路值比較器，如圖8,把投幣 總額與投票總額進(jìn)行比較， 再LED燈顯示出、比較結(jié)果。3設(shè)計(jì)方案3.1設(shè)計(jì)思想自動(dòng)電子售票機(jī)，設(shè)計(jì)要求的功能包括，顯示：票的單價(jià)、已選票的數(shù)量、票價(jià)的總額、 投入錢幣的總額、欠費(fèi)提醒和顯示、余額提醒和顯示和找零提示。選擇和顯示數(shù)值，需要編碼器和顯示器；計(jì)算票和錢的總額，需要加法器和寄存器；顯 示購買結(jié)果，需要數(shù)值比較器、加法器和顯示譯碼器。查找74系列的各種

13、芯片，找出適合芯片的邏輯功能和管腳排布，在紙上畫出電路草圖， 逐個(gè)模塊進(jìn)行理論驗(yàn)證。3.2設(shè)計(jì)流程3.2.1做好準(zhǔn)備工作認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)要求，列出需要實(shí)現(xiàn)的功能，并結(jié)合成模塊，列出各個(gè)模塊框圖。統(tǒng) 計(jì)每個(gè)模塊所需使用到的芯片，了解各個(gè)芯片管腳的接法和用途。3.2.2分模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)遵循操作順序來設(shè)計(jì)電路。由輸入操作一一分析計(jì)算一一輸出，把芯片的管腳一一連接 起來。檢查各連線是否有誤，再把芯片排列整齊。最后，把各模塊的輸出和輸入連接起來。3.3.3上機(jī)畫圖在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用Quartus軟件，將完整電路輸入進(jìn)行檢查，修正，主要是連線（結(jié)點(diǎn)）問題。檢查無誤后編譯和分配管腳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析4.1測(cè)試步驟

14、把整體電路編譯并下載到DE2，輸入多組票值和錢幣值，對(duì)照課程設(shè)計(jì)要求檢查輸出值。4.2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象編譯時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤警告，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是結(jié)點(diǎn)粘連，造成多信號(hào)輸入。是繪制問題，改正后即正常運(yùn)行。4.3功能分析1、自動(dòng)電子售票機(jī)總共使用了六個(gè)數(shù)碼管，顯示的數(shù)值類型如圖9所示:5Ill.NI III-XO投入貨幣I亂總額圖9顯示模塊5結(jié)論與問題討論5.1完成設(shè)計(jì)要求的程度我們組所設(shè)計(jì)的自動(dòng)售票機(jī)基本滿足了課程設(shè)計(jì)的要求，各顯示管的結(jié)果能夠與預(yù)計(jì) 的情況非常接近，無明顯故障以及計(jì)算錯(cuò)誤。5.2問題及解決的辦法（1）錯(cuò)誤情況:總額顯示管數(shù)位掉轉(zhuǎn)了，不能正確顯示錯(cuò)誤原因:二極數(shù)碼管的管腳引錯(cuò)了，將十位與各位的顯示管

15、掉轉(zhuǎn)。錯(cuò)誤改正:把顯示管的引腳引到正確位置。有了以下的方案圖10如圖10，這是本來比較數(shù)值之后的電路圖但改進(jìn)之后，如下圖11（2）錯(cuò)誤情況：?jiǎn)蝺r(jià)顯示管不能顯示正確的票價(jià)錯(cuò)誤原因：邏輯門的使用用錯(cuò)了錯(cuò)誤改正：從新計(jì)算，使用正確邏輯門電路 （3）錯(cuò)誤情況：顯示管的差額出現(xiàn)了數(shù)據(jù)錯(cuò)誤錯(cuò)誤原因：電路設(shè)計(jì)出現(xiàn)了本質(zhì)性錯(cuò)誤錯(cuò)誤改正：改正呈現(xiàn)差額的方式5.3存在的不足及改進(jìn)思路對(duì)于這個(gè)電路的設(shè)計(jì)，不足還是存在的。我們所設(shè)計(jì)的自動(dòng)售票機(jī)，雖然它已經(jīng)算是 比較智能了，但是它只能對(duì)于比較固定的金額進(jìn)行售賣。而且，錢也是固定的，這對(duì)讓它 在社會(huì)中流通來講，是非常不利的。還有一點(diǎn)，就是對(duì)于差額的提示以及余額的提示也是

16、 不到位的。對(duì)于這個(gè)不足，我們通過討論，圖11對(duì)比起原來的電路圖，當(dāng)存在差額的時(shí)候，改電路的74292芯片可以產(chǎn)生約0.5S的蜂 鳴聲，提示購買人他付的錢還不夠。當(dāng)夠錢的時(shí)候，蜂鳴聲消失，從而代替的是不會(huì)產(chǎn)生 名叫的綠燈。這樣，對(duì)于購買的人來講，是更加的人性化的。5.4心得體會(huì)通過一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，我們實(shí)現(xiàn)了一次從無到有，從一無所知到電路設(shè)計(jì)的略懂一 二、入門的階段。當(dāng)我們接到本次的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，我們小組起初有點(diǎn)驚慌失措，面對(duì)看似如 此復(fù)雜的課題不知道應(yīng)從如何入手。但通過導(dǎo)師的給我們對(duì)Quartus II入門學(xué)習(xí)，通過反復(fù)審閱任務(wù)設(shè)計(jì)要求，并通過小 組成員間的相互討論與引導(dǎo)，我們終于對(duì)設(shè)計(jì)有了一定的認(rèn)識(shí)、了解。有了關(guān)于課程設(shè)計(jì)的 初步方向后，再接下來的幾天里，我們通過圖書館，網(wǎng)絡(luò)等多方面大量的查找資料，同時(shí)借 鑒了類似的課程設(shè)計(jì)，我們基本確定了本次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。當(dāng)設(shè)計(jì)方案確定后，便開 始付之實(shí)踐，在經(jīng)過多次失敗與改進(jìn)后，在驗(yàn)收的前一天晚上，我們最終完成了課程設(shè)計(jì)的 完整的