製作課題17の動作検証

(150円のジュースの自販機の順序回路)

製作課題 17 JKフリップフロップを用いて、150円の自動販売機の動作を表す順序回路を設計せよ。
条件:
使用可能な通貨は50円硬貨と100円硬貨に限る。
200円が入金された場合には、ジュースと共におつり(50円)が出る回路とすること。

実装例

上記の条件に基づいて製作した回路の実装写真を図A.17.7に示します。

図A.17.7 製作例
図A.17.7 製作例

動作詳細(タイムチャート)

本回路の入力定義は以下の通りです。

  • \(SW_0\):50円投入スイッチ
  • \(SW_1\):100円投入スイッチ

合計金額が150円以上になった時点でジュースが提供され、クロック(CK)の立ち下がり(消灯時)に次の状態(預かり金の更新やリセット)へ遷移します。
以下に、代表的な4パターンの入金ケースにおける動作(図A.17.8 ~ A.17.11)を示します。

Case 1: 50円 × 3回入金 (150円)

50円硬貨を3回連続で投入した場合の動作です。

図A.17.8 50円が3回入金される場合の動作
図A.17.8 50円が3回入金される場合の動作

Case 2: 50円 → 100円入金 (150円)

最初に50円、次に100円を投入した場合の動作です。

図A.17.9 50円,100円の順で入金される場合の動作
図A.17.9 50円,100円の順で入金される場合の動作

Case 3: 100円 → 50円入金 (150円)

最初に100円、次に50円を投入した場合の動作です。

図A.17.10 100円,50円の順で入金される場合の動作
図A.17.10 100円,50円の順で入金される場合の動作

Case 4: 100円 → 100円入金 (200円 / おつり発生)

100円を2回投入した場合の動作です。100円預かりの状態でさらに100円が入金された時点で、ジュースと同時におつりが出力されます。

図A.17.11 100円が2回入金される場合の動作
図A.17.11 100円が2回入金される場合の動作

動作確認

製作した回路の動作検証映像を以下に示します。特におつりが発生するパターンの挙動に注目して確認してください。

動画 課題17の回路動作