數(shù)電課程設計出租車計價器

1、出租車計價器控制電路（論文）摘 要.汽車計價器是乘客與司機雙方的交易準則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計價器無論是對廣大出租車司機朋友還是乘客來說都是很必要的。因此，汽車計價器的研究也是十分有應用價值的。我國在70年代開始出現(xiàn)出租車，但那時的計費系統(tǒng)大都是國外進口不但不夠準確，價格還十分昂貴。隨著改革開放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢頭已十分突出，國內(nèi)各機械廠家紛紛推出國產(chǎn)計價器。出租車計價器的功能從剛開始的只顯示路程（需要司機自己定價，計算后四舍五入），到能夠自主計費，以及現(xiàn)在的能夠打一發(fā)票和語音提示、按時間自主變動單價等功能。隨

2、著城市旅游業(yè)的發(fā)展，出租車行業(yè)已成為城市的窗口，象征著一個城市的文明程度。隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分，從加強行業(yè)管理以及減少司機與乘客的糾紛出發(fā)，具有良好性能的計價器對出租車司機和乘客來說都是很必要的。我們設計主要采用計數(shù)電路，鎖存電路和三態(tài)門控制電路來實現(xiàn)出租車計價器的功能。關(guān)鍵詞 計價器，鎖存器，三態(tài)門，開關(guān) 目 錄摘 要. 1 1設計主要內(nèi)容及要求 11.1題目：出租車計價器控制電路 1 1.2設計要求 11.2.1設計目的 1 1.2.2基本要求 12緒論 22.1項目研究的背景及意義 2 2.2 出租車計價器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 3研究的內(nèi)容及可行性分析

3、 4 3.1 研究的內(nèi)容 4 3.2 設計思路 4 4電路設計 64.1 里程計數(shù)顯示電路設計 6 4.2 CP10min脈沖產(chǎn)生電路設計 7 4.3里程判別電路設計 84.4 三態(tài)門控制電路設計9 4.5 計價電路設計及顯示 10 4.6鎖存電路設計 115總的電路設計 12元器件清單 13 心得體會 14參考文獻15致謝 16 附錄一17 附錄二 181 1設計主要內(nèi)容及要求1.1題目：出租車計價器控制電路1.2設計要求要求設計一個出租車計價器控制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)計費、等候、預置數(shù)據(jù)、顯示等功能。用Proteus軟件仿真，安裝電路并測試其邏輯功能。1.2.1設計目的熟練使用proteus軟件

4、仿真，具備數(shù)字電子技術(shù)制作初步能力，通過完成本課題的硬件設計，使同學們了解數(shù)字電路整個開發(fā)流程。1.2.2基本要求(1) 能預置起步價和單價，如設置起步里程為5Km，起步價為13元，當里程大于5Km時，每公里按1元計費，能用數(shù)據(jù)開關(guān)設置每公里單價1元。(2) 等候時間計費，如每10min增收1Km的費用。(3) 總費用、單價均用2為數(shù)字顯示，單位為元，最大顯示99元。(4) 里程顯示，顯示為3位數(shù)，單位為Km，最大顯示999Km。(5) 實現(xiàn)按里程計費，總費用=起步價+（總里程-5Km）×里程單價。(6) 清零功能，按復位鍵，里程顯示、總費用顯示裝置清零。(7) 按下計價鍵后，汽車運

5、行計費，候時關(guān)斷，候時計數(shù)時，運行計費關(guān)斷。(8) 寫出設計步驟，畫出設計的邏輯電路圖；(9) 對設計的電路進行仿真、修改，使仿真結(jié)果達到設計要求。(10) 安裝并測試電路的邏輯功能。- 19 -2緒論2.1項目研究的背景及意義出租車行業(yè)在我國是八十年代初興起的一項新興行業(yè)，隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分。近年來，我國出租車行業(yè)迅猛發(fā)展，出租車已經(jīng)成為我國城市公共交通的重要組成部分和現(xiàn)代化城市必備的基礎設施，成為人們工作、生活中不可缺少的交通工具。出租車服務行業(yè)和出租車計價器緊密相關(guān)，因為出租車必須安裝出租車計價器才能投入營運。出租車計價器是一種能根據(jù)乘客乘坐出租車行

6、駛距離和等候時間的多少進行計價，并直接顯示車費值的計量器具。計價器是出租車的經(jīng)營者和乘坐出租車的消費者之間用于公平貿(mào)易結(jié)算的工具，因而計價器計價準確與否，直接關(guān)系到經(jīng)營者和消費者的經(jīng)濟利益。依據(jù)國家有關(guān)法律、法規(guī)，出租車計價器是列入國家首批強制檢定的工作計量器具之一，也是近年來國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強化管理的六類重點計量器具之一。出租車計價器是乘客與司機雙方的交易準則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標志，出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計價器無論是對廣大出租車司機朋友還是乘客來說都是很必要的。因此，出租車計價器的研究也是十分有應用價值的。2.2 出租車計價器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

7、近年來國內(nèi)普遍使用的計價器只具備單一的計量功能。目前全世界的計價器中有90%為臺灣所生產(chǎn)?，F(xiàn)今我國生產(chǎn)計價器的企業(yè)有上百家，主要是集中在北京，上海，沈陽和廣州等地。目前全世界的計價器中有90%為臺灣所生產(chǎn)?，F(xiàn)今我國生產(chǎn)計價器的企業(yè)有上百家，主要是集中在沈陽，北京，上海和廣州等地。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計價器。它采用了手搖計算機與機械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了半機械半電子化。此時它在計程的同時還可以完成計價的工作。規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計價器，也就是全電子化的計價器。它的功能也在不斷完善。當單片機出現(xiàn)并應用于計價器后，現(xiàn)代出租車計價器的模型也就基本具備了，它可以完成計程，計價

8、，顯示等基本工作。單片機以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進了計價器的發(fā)展。出租車計價器在最初使用時具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計價，要求精度高，可靠性好。國內(nèi)外出租車計價器的發(fā)展趨勢 大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了新一代計價器，也就是全電子化的計價器。它的功能也在不斷完善.當單片機出現(xiàn)并應用于計價器后，現(xiàn)代出租車計價器的模型也就基本具備了，它可以完成計程，計價，顯示等基本工作。單片機以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進了計價器的發(fā)展。隨著單片機性能不斷提高而價格卻不斷下降，單片機控制得到更廣泛的應用，外圍芯片的不斷發(fā)展，使得計價器的功能更加強大，性能更加穩(wěn)定。3研究的內(nèi)容及可行性分析3.1 研究的內(nèi)容當出租車開動

9、時，隨著行駛里程的增加，計價器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大，而計費數(shù)字顯示起步價（如13元）。當行駛到某一值時（如5km）計費開始從起步價開始按照里程單價增加。當出租車到達某地需要等候時，司機只要按一下“計時”鍵，每等候一定時間，計費就增加一個額外的等候費用。出租車繼續(xù)行駛時，停止計算等候費，繼續(xù)增加里程計費。到達目的地，便可按顯示的數(shù)字收費。3.2 設計思路當出租車行駛時，設每走1km，產(chǎn)生一個脈沖CP1km，作為里程計數(shù)器的時鐘。當出租車等候時，設每等候10分鐘增收1km的費用，此時產(chǎn)生脈沖 CP10min，作為里程計數(shù)器的時鐘。里程判別電路產(chǎn)生兩個反相的控制信號作為使能信號，使三態(tài)門控

10、制電路1和2輪流工作：當計價器啟動時，里程判別電路產(chǎn)生的一控制信號使三態(tài)門控制電路1工作，起步價預置數(shù)據(jù)通過三態(tài)門控制電路1輸出，啟動脈沖將鎖存器打開，使譯碼顯示電路顯示起步價；當里程計數(shù)超過起步里程5km時，里程判別電路產(chǎn)生的另一控制信號使三態(tài)門控制電路2工作，計價電路進行費用的計算后通過三態(tài)門控制電路 2 輸出，經(jīng)鎖存器及譯碼顯示電路顯示總費用?？傮w思路如圖3.1所示。 圖3.1 出租車計價器控制電路框圖4電路設計4.1 里程計數(shù)顯示電路設計設出租車每走10m產(chǎn)生一個脈沖，到1km時，產(chǎn)生100個脈沖。所以對里程計數(shù)，首先要設計一個模100加計數(shù)器產(chǎn)生 CP1km 脈沖。這里可以利用2片集

11、成計數(shù)器74LS160級聯(lián)構(gòu)成100進制加計數(shù)器，如圖4-1CP10m 是出租車運行10m產(chǎn)生的脈沖，作為74LS160-1的時鐘，當計數(shù)器計滿1km時（100×10m），74LS160-2的RCO輸出端信號即為脈沖CP1km，作為里程計數(shù)器的計數(shù)脈沖。里程的計數(shù)則用3片74LS160級聯(lián)構(gòu)成1000進制加計數(shù)器即可，最大計數(shù)范圍為999如圖4.1所示。仿真圖如圖4.2所示 圖4.1一千米計數(shù)電路圖4.2里程計數(shù)顯示4.2 CP10min脈沖產(chǎn)生電路設計如圖4.2所示，當出租車在等候時，司機按一下“等候鍵”，使觸發(fā)器的4腳接地，則Q端輸出高電平，555振蕩器工作，輸出1Hz 的脈沖到

12、等候計數(shù)器。當計滿10min時，輸出一個CP10min 脈沖，經(jīng)或門送給里程計數(shù)器計數(shù)。即等候10min，相當于行程1km。若等候5min時，出租車恢復行駛，這時，將觸發(fā)器的4 腳接高電平，出租車行駛輸出的CP10m 脈沖使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)（Q=0），555 振蕩器停止工作，等候計數(shù)器停止計數(shù)。仿真圖如下圖4.3所示圖4.3 CP10min脈沖產(chǎn)生電路設計4.3里程判別電路設計里程判別電路如圖4-3所示，當實際里程數(shù)達到所設置的起步里程數(shù)時，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，未到起步里程數(shù)時Q0，達到起步里程數(shù)時Q1。仿真圖如下圖4.4所示。圖4.4里程判別電路4.4 三態(tài)門控制電路設計由四片三態(tài)四緩沖器/線驅(qū)動器74

13、LS244 構(gòu)成如圖4.4所示，三態(tài)門控制電路1、2和3、4輪流工作，將得到的指令輸出給74LS273鎖存器，同時1、2芯片預置起步價13元。仿真圖如下圖4.5所示。圖4.5三態(tài)門控制電路設計4.5 計價電路設計及顯示設計單價按最小單位元計，最高價為999元。所用元件原理說明：（1）74LS244起緩存作用，可將起步價預置直接顯示到計價器又能將此信息存儲起來。（2）74LS273為八D觸發(fā)器：當R端為“1”時正常工作，當脈沖信號輸入（行程超過1km，或等待時間超過600s時），芯片工作將D處信號輸入，通過觸發(fā)器作用Q的n+1次方為D，將信號從Q端輸入。（3）與門：在計價器中十位的七段數(shù)碼管中引

14、出的與門實現(xiàn)當位到達九時再從BCD碼加法器中再輸入一個信號時即到達1010時從與門輸出信號“1”。（4）2位BCD碼加法計數(shù)器：從八D觸發(fā)器輸出的信號引入BCD碼加法器的A端，從里程單價預制的信息輸入B端通過BCD碼加法器作用將兩者的BCD碼相加，從S端輸出，并將其引入計價器上與原來的數(shù)字相加而顯示總價。C1端為接受低位相高位的進位端。計費顯示如圖4.6所示。圖4.6計費顯示4.6鎖存電路設計鎖存電路選用8D鎖存器74LS273,當時鐘脈沖CP1km、CP10min或啟動脈沖的正跳變來到時，鎖存器被打開，其輸出等于輸入。從而將三態(tài)門控制電路的輸出值送到鎖存器的輸出端。電路如圖4.7所示。圖4.

15、7鎖存電路設計5總的電路設計圖5.1總的電路元器件清單元件名個數(shù)74LS160874LS74274LS00674LS04374LS32274HC4511774LS283474LS10274LS273174LS2444555定時器1電阻若干電容若干表1 心得體會“數(shù)字電路課程設計”是電子技術(shù)課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，是對我學習電子技術(shù)的綜合性訓練。以前根本就沒有這樣的課,所以我非常珍惜這次做課程設計的機會.我做的是出租車計價器的設計，然而，要完成一個課題的設計要涉及到許多方面的知識。通過上網(wǎng)查詢和查閱相關(guān)書籍資料，讓我知道了大量關(guān)于出租車計價器設計的知識，同時又重新將從前學過的知識復習了一遍，做到對

16、各個集成塊的引腳功能和工作原理都很清晰。從而讓我更深一步掌握了時序邏輯電路的功能，學會了做課程設計的一般步驟。首先我制定出自己的設計方案，其次詳細設計每一部分的電路，最后再根據(jù)原理方框圖連接電路。這不僅培養(yǎng)了我獨立分析和解決實際問題的能力，同時也為以后的電路設計打好了基礎。 在這次的設計中，讓我認識到自己在學習理論知識中的不足。特別是555定時器那塊知識，我學的不太好，老師教我們的數(shù)字電路，他講的很好，我真后悔沒下大功夫?qū)W。所以在以后的學習中我會吸取這次的教訓，認真對待每一個知識點,腳踏實地的去學習,多向老師和同學請教.在此次設計中我非常感謝老師,老師及其它給予我?guī)椭睦蠋?我的設計中一定存在

17、很多不足之處，還望各位老師予以指正，提出修改的建議！參考文獻1 周常森. 電子電路計算機仿真技術(shù)M. 山東：山東科技出版社. 2000. 2 周正新. 電子設計自動話實踐與訓練M. 北京：中國民航出版社. 1988.3 吳培明. 電子技術(shù)虛擬實驗M. 機械工業(yè)出版社. 1999. 4 康華光. 電子技術(shù)基礎.M. 高等教育出版社. 1998. 5 劉潤華. 現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計M. 石油大學出版社. 1998. 6 邱關(guān)源. 電路M. 高等教育出版社. 1997.  7 陸  坤. 電子設計技術(shù).M. 電子科技大學出版社. 1997. 8 姚福安. 電子電路設計與實踐.M.