自动售货机的逻辑电路设计与仿真_曾菊容

基于PLC控制的自动售货机设计作者：徐儆颂卓长超来源：《中国科技博览》2012年第26期[摘要]：本文介绍利用三菱公司可编程控制器FX2n-32mr-001来实现售货机的自动化控制，论证相关设计的正确性和可行性。

[关键词]： plc 自动售货机功能指令中图分类号：O623.54 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）26- 0331 -01引言：自动售货机的快捷、灵活、低成本等深受广大市民青睐。

这种方便快捷的购物方式越来越受到人们的青睐，同时也是现代化城市配套设施的需求。

传统的自动售货机控制系统采用单片机作为控制核心，这样不仅会在输入输出接口上做大量的工作，而且系统的抗干扰性也比较差。

可编程序控制器是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点，已在工业控制领域得到广泛地应用。

1自动售货机的原理自动售货机是一台机电一体化的自动化装置，在接受到货币已收入的前提下，靠触摸按钮输入信号使控制器启动相关位置的机械装置完成规定操作，将货物输出。

2自动售货机的工作流程1）从投币口送入货币，然后经过传感器采集数据、识别器判别硬币或者纸币的真伪2）识别器把信息数据传给通信模块。

3）通信模块与售货机的主控系统通信，主控系统显示面值，启动售货机的面板键，显示出哪个货道有货，哪个货道已售完，并等待顾客按键选择商品。

4）顾客选择商品后，根据售出的商品包装类型的不同，采用不同的驱动技术把商品送出。

此次设计的售货机主要出售易拉罐装饮料，是利用电磁阀带动驱动的。

5）显示余额，如果金额足够多，顾客可以选择找币或继续买商品；如果款额不足，售货机经过延时予以退币。

退币分两种情况：一种是由纸币识别器完成退纸币，另一种是由硬币的通信模块完成退硬币。

6）系统复零，完成售货。

FX2N系列是三菱PLCFX家族中最先进的系列。

有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块，灵活性和控制能力强，可扩展到256，最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。

自动售饮料机---基于EasyFPGA030学校：华南农业大学作者：曾康玲卫晓欣时间：2009.11目录第1章基于EasyFPGA030自动售饮料机 (3)1.1概述 (3)1.2硬件设计 (3)1.2.1布局原理 (3)1.2.2元器件选择（器件介绍） (4)1.2.3EasyFPGA030开发板简介 (4)1.2.4数码管简介 (5)1.2.5发光二极管简介 (6)1.2.6焊接 (6)1.3软件设计 (7)1.3.1总体设计原理 (7)1.3.2分频模块 (8)1.3.3主控模块 (10)1.3.4找零控制模块 (10)1.3.5译码模块 (12)1.4系统测试结果 (13)1.4.1仿真波形 (13)1.4.2测试结果分析 (14)1.5心得体会 (14)附录A 参考文献 (15)第1章基于EasyFPGA030自动售饮料机【摘要】Verilog硬件描述语言能够用软件语言的的方式描述硬件特性，并可用仿真方式完成电路的调试.本文介绍了基于EasyFPGA030的自动售饮料机的设计，详细说明了运用verilog语言的设计过程与实现成果。

【关键词】自动售饮料机EasyFPGA030 Verilog【Abstract】Verilog hardware description language（HDL）specializes in describing hardware in the way of software language, and complete circuit simulation available are introduced. This thesis include the design of Automatic Beverage Machines which is based on the EasyFPGA030 ,as well as the details of the design process Verilog language use and achieve results.【Key words】Automatic Beverage Machine EasyFPGA030 verilog1.1 概述本设计是基于EasyFPGA030 的自动售饮料机的设计，用EasyFPGA030 开发套件实现模拟自动售饮料机的操作。

郑州轻工业学院课程设计任务书题目自动售货机电路设计专业、班级电信2班学号 541101030217 姓名李磊主要内容、基本要求、主要参考资料等：查阅资料完成自动售货机的设计思路，利用硬件编程语言VHDL 或者Verilog-HDL来实现，要求能够识别100元、50元、10元、5元及其钢崩1元五种面值的设计，能够找零，设计中假设找零货贝充裕，货物的价格不允许出现0.5元的情况。

给出完成控制电路所需要的设计模块；给出硬件编程语言的实现，并进行仿真；给出下载电路的设计，设计为2种下载方法，其中一种必须为JTAG；同时设计者报告不允许雷同。

参考资料：1、潘松、黄继业《EDA技术及其应用》（第四版）科学出版社 20092、数字信号处理的教材完成期限：指导教师签名：课程负责人签名：摘要随着电子技术的发展，当今数字系统的设计正朝着速度快，容量大，体积小，重量轻的方向发展，推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋进步和完善的ASIC设计技术，AISC芯片具有价格低，体积小，可靠性高等优点，目前在电子产品中已有广泛的应用，VHDL是一种用来描述数字逻辑系统的“编程语言”，它通过对硬件行为的直接描述来实现对硬件的物理实现，代表了当今硬件设计的发展方向。

本文是在VHDL的基础上对自动售货机进行设计来实现其基本功能的，采用了Altera的开发软件Quarts II。

通过在该软件平台上进行数字电路设计和仿真的方法，阐述了VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）超高速集成电路硬件描述语言的一些特点及语法结构，介绍了自动售货机的基本原理、系统组成和主要功能，并分析讨论了用VHDL语言开发自动售货机系统的设计流程。

本设计采用VHDL硬件描述语言编程的设计方法设计系统核心电路的硬件程序，在Quartus II软件平台上进行编译和仿真。

文章首先简述了自动售货机系统的意义和发展现状以及VHDL语言的特点，然后介绍了自动售货机的设计要求、设计思路，并给出了总体设计框图，通过分析设计写出VHDL程序源代码，将代码在Quartus II软件平台上进行编译仿真，波形基本符合设计要求。

PLC可编程控制器课程设计——自动售货机学院：漳州师范学院专业：电气工程及其自动化姓名：谢艺忠学号：080505239课程: 自动售货机PC-PLC控制系统设计指导老师：朱笑花日期：2011年10月8日目录一、设计目的 (2)二、自动售货机控制要求 (2)1．工作要求： (2)2.PLC的选型 (3)三、自动售货机分布程序设计 (3)1、自动售货机程序流程图 (3)2、PLC外部接线I/O分配图 (3)3、投币程序设计 (4)4、钱币比较程序设计 (5)5、饮料选购程序设计 (5)5.1、汽水选购程序设计 (5)5.2、可乐选购程序设计 (5)5.3、扣钱程序设计 (6)5.4、汽水灯和可乐灯程序设计 (6)5.5、退币程序设计 (6)5.6、复位程序 (7)四、组态王程序设计 (8)1、界面设计 (8)2、参数设置 (8)3、定义I/O设备 (12)4、实时售货报表 (12)5、历史售货报表 (15)6、报警记录 (17)7、画面切换 (18)五、结果分析 (20)六、问题发现及解决 (20)七、设计心得 (20)八、参考文献 (21)九、附录 (21)一、设计目的为了提高个人对所学知识（组态王软件使用与PLC应用）的综合运用能力，独立工作能力，以及分析和解决问题能力。

这有利于对所学知识的复习和巩固。

二、自动售货机控制要求1．工作要求：1）、此售货机可投入1元、2元、或5元硬币。

2）、当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。

3）、当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。

4）、当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。

5）、若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。

6）、假设汽水排出、咖啡排出、找钱动作均由电机进行控制。

基于Multisim的简易自动售货机控制系统设计与仿真陈齐平;张文俊;王钢林;李鹤贤;阚清享【摘要】In order to improve the convenience and reliability of simple vending machines, this study designed and developed a control system of simple vending machine. According to the characteristics of digital integrated circuit and analog integrated circuit, by use of modular design method, it designed the simulated coins selector module, display module, simulated module of delivering goods and giving change, and improved the circuit ’s readability and portabil ity. Based on the analysis and research of its dynamic characteristics by Multisim plat-form, the circuit simulation model was built up and its function was analyzed. The simulation results were in conformity with experimental results, indicating that the con trol system can accurately and conveniently realize the function of simple vending machine with an efficient and convenient method.%为了提高简易自动售货的便捷性和可靠性，设计开发出一套简易自动售货机控制系统。

实验报告一、设计方案1.设计选题A：累加器（1）个位数字的加法逻辑电路：图1.1 各位加法电路及其模块（2）十位及报警逻辑电路电路：图1.2 十位及报警电路及其模块（3）500Hz分频电路：图1.3 500Hz分频电路及其模块（4）消抖电路：图1.4 消抖电路及其模块(5) 数码管显示电路：图1.5 数码管显示电路及其模块(6) 累加器逻辑电路总图、下载电路及管脚分配电路：图1.6 累加器电路总图2.设计选题C：自动售票机（1）500Hz分频电路及其模块如图1.3所示。

（2）消抖电路及其模块如图1.4所示。

（3）钱币的输入及邮票的设置电路：图2.1 数据输入电路及其模块（4）数据比较电路：图2.2 数据比较电路及其模块（5）减法找零电路：图2.3 减法找零电路及其模块（6）累加器电路：图2.4 累加器电路及其模块其中，累加器电路中用到的“leijia”模块和“SHIWEI”模块均来自于设计选题A：累加器。

（7）3s计数器电路：图2.5 3s计数器电路及其模块（8）数码管显示电路：图2.6 数码管显示电路及其模块（9）彩灯显示电路：图2.7 彩灯显示电路及其模块（10）自动售票机逻辑电路总图、下载电路及管脚分配电路图2.7 自动售票机电路总图二、实验数据及结论1.设计选题A：累加器（1）仿真波形①CLK为时钟信号，CLRN为异步清零端，A1/A2/A3/A4为四位BCD码输入，QD/QC/QB/QA为低四位累加结果，C为进位输出，ENP为使能端。

从仿真波形可以看出当CLRN和ENP都为高电平时，累加器正常工作，行使累加的功能；当ENP为低电平时，输出处于保持状态，当ENP回到高电平时，输出继续累加；当CLRN为低电平时，输出清零，当CLRN回到高电平时，输出从新开始累加。

图2.11 个位加法电路波形仿真②CLK为信号输入端，CLRN为异步清零端，ENP为使能端，QD/QC/QB/QA为累加结果的高四位输出，BAOJING为累加溢出时的报警信号。

《电子设计自动化（EDA）技术》课程设计报告题目: 自动售货机控制系统姓名：院系：专业：学号：指导教师：完成时间: 年月日一、课程设计题目、内容与要求………………………………………1、设计题目……………………………………………………………2、具体要求……………………………………………………………二、系统设计……………………………………………………………1、设计思路…………………………………………………………2 、系统原理（包含：框图等阐述）与设计说明等内容三、系统实现……………………………………………………………注：此部分阐述具体实现，包含主要逻辑单元、模块、源代码等内容四、系统仿真…………………………………………………………五、硬件验证（操作）说明………………………………………………六、总结………………………………………………………………七、参考书目…………………………………………………………一、课程设计题目、内容与要求1、设计题目自动售货机控制系统2、具体要求设计一个模拟自动售货机的逻辑控制电路1、它有两个投币口分别为一元投币口和五角投币口。

2、每次只能投入一枚一元或五角硬币。

3、投入一元五角硬币后机器自动给出一瓶矿泉水。

4、投入两元硬币后，在给出一瓶矿泉水的同时找回一枚五角的硬币二、系统设计1、设计思路根据设计要求可以对售货机的基本功能进行确定。

它应该能够区分一元和五角硬币，并且能够对投入的货币进行累加。

当所投币值达到商品售价。

就自动送出商品。

因为题目要求只有一种商品并且其售价为一元五。

根据这一特殊点可设计方案如下：用两个开关分别模拟投入一元和五角硬币时产生的信号，高电平有效。

用两颗LED分别模拟售出商品和找钱信号，灯亮有效。

具体功能实现如下：1、连续两次将IN-YUAN置1，则OUT灯会亮，且ZHAOQIAN也会亮。

表示买一元五的矿泉水，投了两元钱，则售出商品，找回五角零钱。

2、连续三次将IN-JIAO置1，则OUT灯会亮，而ZHAOJIAN不会亮。

自动投币售货机电路设计售货机一次交易要涉及加法运算、减法运算以及在退币时的除法运算，这是它的内部功能。

还要有货币识别系统和货币的传动来实现完整的售货、退币功能。

自动售货机的工作流程图如图1所示。

图1 自动售货机工作流程图当某一个控制任务决定由PLC来完成后，选择PLC就成为最重要的事情。

一方面要选择多大容量的PLC ,另一方面是选择什么公司的PLC及外设。

对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O和模拟量I/O以及输出是用继电器还是晶体管或是可控硅型。

控制系统输出点的类型非常关键，如果他们之中既有交流220V的接触器、电磁阀，又有24V的指示灯，则最后选用的PLC的输出点数有可能大于实际电数。

因为PLC的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组输出只能有一种电源的种类和等级。

所以一旦它们是交流220V的负载负载使用。

则直流24V的负载只能使用其他的输出端了。

这样有可能造成输出点浪费，增加成本。

所以要尽可能选择相同等级和种类的负载，比如使用交流220V的指示灯等。

一般情况下继电器输出的PLC使用最多，但对于要求高速输出的情况，就要使用无触点的晶体管输出的PLC了。

对第二个问题，则有以下几个方面要考虑：（1）功能方面所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力控制任务。

如对PLC与PLC、PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通信要求；或对PLC的计算速度、用户程序容量等有特殊要求；或对PLC的位置控制有特殊要求等。

这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。

（2）价格方面不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I/O 点数相当的PLC的价格能相差40%以上。

在使用PLC较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因数。

PLC主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。