出租車自動計費器課程設(shè)計報告

1、電子課程設(shè)計出租車自動計費器出租車自動計費器設(shè)計任務(wù)與要求出租車自動計費器是根據(jù)客戶用車的實際情況而自動顯示用車費用的數(shù)字儀表。儀表根據(jù)用車起價、行車?yán)锍虄身椙蟮糜密嚨目傎M用，通過數(shù)碼自動顯示。1.設(shè)計一個自動計費器，具有行車?yán)锍逃嬞M，起價等部分。用四位數(shù)碼管顯示總金額，最大金額是99.99。2.行車起價為8.00元，超過5公里為1.6元/公里（60公里每小時）、總體框圖行車?yán)锍唐饍r脈沖源 . 160進(jìn)制計數(shù)模塊功能與設(shè)計思路：計費的電路將汽車行駛的里程數(shù)轉(zhuǎn)換成與之成正比的脈沖 個數(shù)，在出租車轉(zhuǎn)軸上加裝傳感器，以便獲得“行駛里程信號”。脈沖源為電路 提供的脈沖的周期與行車?yán)锍陶?。起價部分電路

2、通過脈沖源加在八百進(jìn)制計數(shù) 器上，在800個脈沖之前顯示器一直顯示 0800,當(dāng)八百進(jìn)制計數(shù)器顯示 799時 通過門電路控制使其停止計數(shù)（此時到達(dá)五公里）。然后160進(jìn)制計數(shù)有效，每計一個數(shù)，10000進(jìn)制計數(shù)器也計一個數(shù)，顯示器的數(shù)值加一。三、器件選擇與功能簡介元器件名稱數(shù)量備注555定時器1構(gòu)成脈沖電路74LS1908十進(jìn)制計數(shù)器74LS1911十六進(jìn)制計數(shù)器單刀單擲開關(guān)1控制總電路單刀雙擲開關(guān)1控制10000進(jìn)制的置數(shù)端非門1構(gòu)成八百進(jìn)制計數(shù)器或門2控制八百進(jìn)制計數(shù)器停在799的位置七輸入與門1當(dāng)799時輸出高電平，八百進(jìn)制計數(shù)器不再計數(shù)四位數(shù)碼顯示器9顯示數(shù)字電阻21 個 367ohm

3、 1 個 4、7kohm電容11 個 100uf1 個 1 uf電源電壓VCC15v二輸入與門1控制800進(jìn)制計數(shù)器到達(dá)799 時，10000進(jìn)制計數(shù)器開始計數(shù)74LS190邏輯符號74LS191邏輯符號U1nr-15.AQABQB40CQC-9-DQD.14.774LS190N-5-CTEN RCO13U/D LOAD MAX/MIN >CLK12CTEN RCO U/DLOAD MAX/MIN >CLKZLrAQABQBCQCDQDU1-4474LS191N如5_1174ls190外接引線排列74ls191外接引線排列99s.CT5I»O(D. h F> CT7

4、IJWD, J, P, F) CT54LS190CD,人 Fj CT74LS19O<D, h P. Fdb ffllsrm six £ 09 ，IPICE ,1- i - OUTFT* IMFiJT*Ioses74ls190時序圖74ls191時序圖*JTBJ7 I w HFMMFlINPUTS0J iWILT觀-ppuumnjvLimnRKWI 債1in nn .LOAD c_nrLZ Z二二a申 irLrLTLruuuuLrLnrLrLDOWN UFn LrU"LTn i irLOADENABLE q InHTLWIE CLOCKUHIH II 0 I 3II I

5、卜 COUHT 疔 4 Tnintl101& 14 13COUNT DOWH 彳74ls190內(nèi)部原理圖74ls191內(nèi)部原理圖0LmvrOfrtMtRTfI 倩MV郎3>- 壯AOO ilfWW.Lpwm Illi!74LS190是可預(yù)置數(shù)同步可逆加減十進(jìn)制計數(shù)器，符號如圖所示，它具有異 步置數(shù)端LOAD加減控制端D/U和計數(shù)控制端CTEN為方便級聯(lián)，設(shè)置了兩個 級聯(lián)輸出端RCO和MAX/MIN.;當(dāng)加減控制端等于1時減計數(shù)，否則為加計數(shù)；當(dāng) 異步置數(shù)端等于0時置數(shù)，當(dāng)計數(shù)控制段為1時禁止計數(shù)，為0時，四個觸發(fā)器 將在時鐘上升沿開始計數(shù)；當(dāng)計數(shù)器加計數(shù)，計數(shù)值為9或減計數(shù)，計數(shù)

6、值為0時，MAX/MIN端輸出與時鐘周期相同的正脈沖，而 RCC產(chǎn)生一個寬度為時鐘低電 平寬度的低電平，74LS191為四位二進(jìn)制即十六進(jìn)制同步加法計數(shù)器，其功能表 與74LS190相同，如圖所示輸入輸出CTENLOADD / UD C B ACPXOXd c b aX異步預(yù)置O1Ot加計數(shù)O11t減計數(shù)11XX保持圖.74LS190、191功能表555定時器555芯片是定時器，是一種將數(shù)字功能和模擬功能集為一體的中規(guī)模集成 電路。（1）555定時器的結(jié)構(gòu)各種555定時器的電路結(jié)構(gòu)大同小異，它由比較器 G和C2、基本觸發(fā)和輸出級三個部分組成，外部共有 8根引腳，其內(nèi)部原理圖及邏輯符號如圖 1所

7、示。丄"卜VCC4KSTOUTJ2-DIS丄THR_2_TRICOWGNDlxLU555CM555定時器邏輯符號555定時器內(nèi)部原理圖各種555定時器管腳的名稱和功能如下: 1腳為接地端，也是芯片的公共端。 2腳為C2比較器的信號輸入端V12 又稱為觸發(fā)端。它們輸入的信號可 以是數(shù)字信號也可以是模擬信號，分別與比較器所設(shè)置的參考電壓進(jìn)行比較便于 控制輸出狀態(tài)。3腳為信號輸出端VO 4腳為直接復(fù)位端Rd。只要在此輸入低電平，輸出端立即被置為低電平，不受其他輸入狀態(tài)的影響。正常工作是接高電平可直接接到電源上 5腳為控制電壓輸入端Vco。如果Vco端沒有外加電壓時兩個比較器的參考電壓， 由

8、電源電壓經(jīng)過三個等值電阻分壓提供。6腳為G比較器的信號輸入端Vii又稱閾值段TH 2腳為C2比較器的信號輸入端V12又稱為觸發(fā)端。它們輸入的信號可以是數(shù)字信號也可以是模擬信號，分別與 比較器所設(shè)置的參考電壓進(jìn)行比較便于控制輸出狀態(tài)。7腳為放電端Vo。如果經(jīng)過一個足夠大的電阻街道電源上那么放電端可獲得一個 與輸出端相一致的電平。8腳為電源端Vcc。（2）. 555定時器的功能由上圖3可得555定時器的功能表如表1表1 555定時器的功能表輸入各級輸出狀態(tài)RdVnVl2Vc1Vc2觸發(fā)器 輸出H Vo狀態(tài)0XXXX0低電 平導(dǎo)通1（3）Vcc1(3Vcc)010低電 平導(dǎo)通1(f)Vcc1(3 V

9、cc)001高電 平截止1(f)Vcc31(-Vcc)3100高電 平截止12(/Vcc1(-Vcc)11Q不變不變1、若Rd=O,不管其它輸入如何輸出端都為低電平 2 12、若Rd=1，當(dāng)Vm>(|)Vcc且Vl2>(£Vcc)時，比較器 G輸出為0, C2輸出33為1即Vci=0, Vc2=1，基本RS觸發(fā)器狀態(tài)Q置成0,輸出Vo為低電平；同時放 電管T1導(dǎo)通。 2 13、 若Rd=1，當(dāng)V11>( )Vcc且Vl2<( Vcc)時，比較器Ci、C2輸出都為33即Vci=Vc2=0,基本RS觸發(fā)器狀態(tài)Q=Q=1,輸出低Q端為高電平，V。也輸出為 高電平，同

10、時放電管Ti截止，放電端V。沒有放電回路。_ 2 14 .若RD=i,當(dāng)V11<( )Vcc且Vl2<(Vcc)時,比較器Ci輸出為1, C2輸出為330,即Vci=i, Vc2=0,基本RS觸發(fā)器狀態(tài)Q置成高電平，V。也輸出為高電平，同時放電管Ti截止，放電端V。沒有放電回路2i5若RD=i，當(dāng)VliVQVcC且VL2>(3VCC)時，比較器Ci、C2輸出都為1,即VCi=VC2=1基本RS觸發(fā)器狀態(tài)Q保持不變,V。和放電管Ti狀態(tài)保持不變74LS04（或門）U2B74LS04D74LS04邏輯符號74LS08 （與門）U1A& 74LS08D74LS08邏輯符號l

11、L fiA 6Y 5A 1A 4Y<74LS04g腳團(tuán)<74LS0a管腳圖輸入輸出AY01i0非門邏輯功能 表輸入輸出ABY000010100iii與門邏輯功能表74LS32（或門）U3A->=174LS32D74LS32邏輯符號74LS32管腳圖輸入輸出ABY000011101111或門邏輯功能表四、功能模塊(1) 行車?yán)锍逃嬞M將計費電路的里程計費變換為脈沖個數(shù)。由于單價為1.6元/公里，則可以用160脈沖代替，即一個脈沖當(dāng)量為0.01元起價計費此電路也按當(dāng)量將起步價轉(zhuǎn)換成脈沖個數(shù)，由于起步價為8元，所以用800個脈沖代替。(2) 脈沖電路設(shè)計根據(jù)實際情況大約估計出租車 6

12、0公里/小時，那么就是1公里/60秒，那么就是 160脈沖/60秒，起步計費就是在5公里內(nèi)收費8元，即5公里/800脈沖，也是 160脈沖/60 秒,那么周期都為375毫秒，實現(xiàn)此電路我用555多諧振蕩器構(gòu)成。如下圖為555多諧振蕩器構(gòu)成圖，脈沖周期公式為T=(Ri+2F2)C2ln2，其中Ri為4.7kohm，艮為 367ohm C2為 100uF。專R14.7kOhmXSC1a uivccSST OUT ISTH2T3.ICONGNDC2ZlOOuF-luF示；S-XSC1(3) 計數(shù)器的設(shè)計行車?yán)锍绦枰?60進(jìn)制計數(shù)器，起步價需要800進(jìn)制計數(shù)器，總的我用10000進(jìn)制計數(shù)器去計數(shù)。所設(shè)

13、計的電路圖為：160進(jìn)制計數(shù)器：這個計數(shù)器是在超過五公里之后也就是在八百個脈沖以后，計數(shù)有效，每來一個脈沖，計數(shù)器加 1,對應(yīng)的10000進(jìn)制計數(shù)器也加1U3800進(jìn)制計數(shù)器：74LS190是異步預(yù)置的十進(jìn)制計數(shù)器，在最高位加一個非 門反饋到load端，這樣就構(gòu)成了 800進(jìn)制計數(shù)器。這個計數(shù)器是在開關(guān)打開 之后，開始計數(shù)，從000到799,在到達(dá)799時停止計數(shù)(此部分用七輸入的 與門和或門控制)rri4 Hvcc?4itisig-:ri>CLXr-：-£：； -?.= ZEDHIX.-MIL-«ZTHK -H£3 -V/D-IiDAZ J-iZTHK -

14、HC2 -V/E _ -LZiD竺10000進(jìn)制計數(shù)器：當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接高電平時置數(shù)端無效開始顯示 0000,當(dāng) 單刀雙擲開關(guān)接低電平時置數(shù)端有效顯示 0800.（在總體電路中將單刀雙擲開 關(guān)的接地端接在七輸入與門的輸出端， 在八百進(jìn)制計數(shù)器未到達(dá)799時，此輸 出端為低電平，置數(shù)端有效，則顯示 0800）五、總體設(shè)計電路圖RLI原理圖說明：最左端為脈沖源，周期為 375毫秒，通過開關(guān)分別與左上端的160 進(jìn)制計數(shù)器和中間的八百進(jìn)制計數(shù)器相連 （兩個計數(shù)器所需要的脈沖頻率一樣）， 脈沖源與八百進(jìn)計數(shù)器通過一個或門相連，當(dāng)單刀單擲開關(guān)閉合后八百進(jìn)制計數(shù) 器開始計數(shù)，直到計數(shù)到799時，通過七輸入

15、的與門反饋回去并與脈沖源通過或 門相連，此時七輸入與門的輸出端為高電平，此時八百進(jìn)制的計數(shù)器不再計數(shù)， 停留在799的狀態(tài)。脈沖源和七輸入與門的輸出端通過與門輸出接在10000進(jìn)制的脈沖輸入端，當(dāng)未達(dá)到八百進(jìn)制計數(shù)器未達(dá)到 799時，七輸入的與門的輸出端 輸出為低電平，此時脈沖不能傳到10000進(jìn)制計數(shù)器 的脈沖輸入端，當(dāng)八百進(jìn)制計數(shù)器達(dá)到799時此時脈沖開始傳到10000進(jìn)制計數(shù)器的脈沖輸入端這時 160進(jìn)制計數(shù)器計一個數(shù)，10000進(jìn)制計數(shù)器也計一個數(shù)。最右面的為 10000進(jìn) 制的計數(shù)器，第二個74LS190（從上向下數(shù)）的LOAD端接在一個單刀雙擲開關(guān) 上，單刀雙擲開關(guān)的一端接 Vcc,另一端接在七輸入與門的輸出端，當(dāng)開關(guān)擲在 高電平時置數(shù)端無效，顯示器顯示0000,當(dāng)開關(guān)接在另一端時，七輸入與門的輸出端為低電平時（即800進(jìn)制計數(shù)器未達(dá)到799時），置數(shù)端有效，顯示器顯示 0800,七輸入與門的輸出端為高電平時 （即800進(jìn)制計數(shù)器在799的狀態(tài)時）置 數(shù)端無效，10000進(jìn)制計數(shù)器開始計數(shù)。總體來說，在單刀單擲開關(guān)閉合后八百進(jìn)制計數(shù)器開始計數(shù)，單刀雙擲開關(guān)接在下端時