디지털 회로 설계 프로젝트 vending machine (자판기)

소개글

그 동안 학습한 comparator, multiplexer, adder, register, d flip-flop, logic gates 등의 기능을 이용해 음료수 자판기의 동작을 combinational circuit으로 설계, 구현하고 동작을 확인해본다.

목차

a. 설계 목표
b. state diagram
c. transition table & transition equations
d. block diagram
e. 전체 회로도
f. simulation results
g. 제작 결과 및 검토사항

본문내용

a. 설계 목표
그 동안 학습한 comparator, multiplexer, adder, register, d flip-flop, logic gates 등의 기능을 이용해 음료수 자판기의 동작을 combinational circuit으로 설계, 구현하고 동작을 확인해본다.

b. state diagram

reset 상태를 나타내는 T0부터 시작한다. 여기서 reset은 자판기를 사용하는 사용자가 바뀌거나 사용자가 음료수를 뽑는 일을 다 마쳐서 다시 돈을 넣을 상태가 된 것을 뜻한다. 여기에서 설계한 자판기에 들어가는 동전의 종류는 100원, 500원 두 종류이고 자판기 안에 있는 음료수의 종류는 400원짜리, 500원, 600원 이렇게 세 종류다. 이것이 T1에서 넘어가는 T2~T6까지의 다섯 종류 inputs이다. 예를 들어, T1 상태에서 100원을 넣으면 T2 상태가 되고, T1에서 500원을 넣으면 T3가 되며, T1에서 400원짜리 음료수를 선택하면 T4 상태가 되고, T1에서 500원짜리 음료수를 선택하면 T5, T1에서 600원짜리 음료수를 선택하면 T6가 된다.

display 측면을 살펴보겠다. reset된 상태에서 아무 입력도 없는 상태를 start 상태로 지정하고, 여기에서 100원을 넣느냐, 500원을 넣느냐에 따라 display되는 돈의 액수가 정해진다. 선택한 음료수의 값이 그 전에 넣은 돈 이하일 경우에만 음료수를 살 수 있으며, 넣은 돈 이하의 음료수를 선택하면 돈에서 음료수 값을 뺀 액수가 2진수로 표시된다. 여기서 잔돈은 새롭게 입력하는 값이 아니라, 결국 그만큼의 돈을 넣은 것과 같은 상태임에 유의한다.

c. transition table & transition equations

T0에서 T6까지 state 개수는 모두 7개로, 2진수로 표현하려면 최소 3bit가 필요하다. 000부터 순서대로 binary number를 할당하면 000부터 110까지를 쓴다. 각각의 bit를 MSB부터 Q2 Q1 Q0으로 하고 state diagram으로 transition table을 작성하면 위와 같다.

참고 자료

없음