數(shù)電課程設(shè)計出租車計價器

1、引言1,III5555555555555555555555555*一、設(shè)計目的5555555555555555555551一、講計件冬1、5555IIJx'J555555555555555555555I2.1 設(shè)計要求及技術(shù)指標55555555555555512.2 要完成的任務(wù)55555555555555555512.3 設(shè)計模塊5555555555555555555522.4 總體思想5555555555555555555522.5 總體框圖555555555555555555553三、出租車自動計費器的實現(xiàn)5555555555555533.1.3 出租車電路的實現(xiàn)55555555

2、55555555533 里程計算與顯示電路55555555555555533 里程比較電路55555555555555555543.2.3 時間計費模塊中的計數(shù)部分5555555555555563 設(shè)計任務(wù)分析55555555555555555561 單元電路分析與設(shè)計55555555555555561 系統(tǒng)原理電路與仿真55555555555555561.2.2 時間計費模塊中的比較部分555555555555557設(shè)計任務(wù)分析5555555555555555557系統(tǒng)方案設(shè)計5555555555555555557單元電路分析與設(shè)計5555555555555557系統(tǒng)原理電路與仿真55555

3、55555555558計價部分,8四、仿真過程，,，8里程大于3km時,，9等待時間大于5分鐘時,，9五、總電路,10六、設(shè)計心得，,，10七、出租車計費器核心器件簡介，,，1274LS160,1274LS85,14555計時器,，157400N74LS02N7404N,17所用元件數(shù)量及價格表,18八、參考文獻,19引言隨著社會的進步以及人們生活水平的日益提高都促使交通工具的不斷變化，無論是在大城市或是中小城市越來越多的出租車公司不斷的出現(xiàn)。出租車的出現(xiàn)方便了人們的生活，對于現(xiàn)在快節(jié)奏生活方式的人們來說出租車無疑是最好的交通工具。那么其收費的方式自然而然就被給予關(guān)注，比如收費標準以及行駛里程

4、等。一、設(shè)計目的1.1本電子設(shè)計主要實現(xiàn)以下目的：1）增強對數(shù)字電子技術(shù)課程的了解與掌握2）學習相關(guān)軟件的使用方法3）具備簡單電子的設(shè)計能力二、設(shè)計任務(wù)2.1設(shè)計要求及技術(shù)指標設(shè)計一出租車計價器，設(shè)計要求及技術(shù)指標如下：1、能計汽車行駛的里程和停車等候時間。2、能自動顯示出該收的車費和停車等候費。3、超過基本里程，每千米行車費增加1元。4、在等候計時時，超過基本時間，每分鐘增加0.1元。要完成的任務(wù)設(shè)計一個出租車自動計費器，計費包括起步價、行車里程計費、等待時問計費三部分，用四位數(shù)碼管顯示金額，最大值為999.9元，最小計價單元為0.1元，行程3km內(nèi)，且等待累計時間5分鐘內(nèi)，起步費為8元，超

5、過3km,以每km優(yōu)計費，等待時間單價為每分鐘0.1元。用兩位數(shù)碼管顯示總里程，最大為99.9公里。用兩位數(shù)碼管顯示所超時間數(shù)，最大值為59min。設(shè)計模塊(1)里程計費模塊里程計費模塊實現(xiàn)對于出租車在形式過程中里程計費功能。當行車里程大于3KM時，計費模塊實現(xiàn)一次計數(shù)。即超過3KM每公里增加1元。(2)時間計費模塊時間計費模塊實現(xiàn)對于出租車在形式過程中等候計費功能。當?shù)群顣r間大于5Min時，計費模塊實現(xiàn)一次計數(shù)。即超過5Min,每分鐘增加0.1元。(3)計量計費模塊計費計量模塊實現(xiàn)對于出租車在行駛和等待過程中的繼承和計時功能；當行車里程大于3KM時或等待時間大于5Min時，計量模塊均實現(xiàn)一次

6、計數(shù)?？傮w思想汽車一開動，隨著里程的增加，就會看到汽車前面的計價器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大，而當行駛到3km時，計費數(shù)字顯示開始從起步價8元開始逐漸增加。當出租車遇到紅燈或堵車時等待計時模塊開始啟動，里程模塊暫停，當?shù)却龝r間大于5min時，超時計時模塊啟動，同時超時計費模塊也啟動，汽車繼續(xù)行駛時，停止等候計時，繼續(xù)增加里程計費，到達目的地時，便顯示應(yīng)收費用。圖2.1三、出租車自動計費器的實現(xiàn)出租車電路的實現(xiàn)里程計算與顯示電路里程計算模塊對測距傳感器發(fā)出的0.1km的脈沖信號進行計數(shù)，計滿10個脈沖表示1km,用三片74ls160接成三個十進制計數(shù)器，由信號發(fā)生器觸發(fā)脈沖，每觸發(fā)一個脈沖為

7、出租車行進中的0.01km,第一塊加法計數(shù)器累計十次脈沖，向第二快加法計數(shù)器輸去一次脈沖，當?shù)诙K加法計數(shù)器累計到十次時，表示出租車向前行進了1km.里程計算與顯示電路如下圖3.1所示圖3.1里程顯小電路里程比較電路及計費電路里程比較電路如下圖3.2所示，用兩片74LS160接成100進制計數(shù)器，由信號發(fā)生器觸發(fā)脈沖，每觸發(fā)一個脈沖為出租車行進中的0.1km,當里程超過3km通過7485N比較器，從而7485N(U8)比較器的F(A>B輸出為高電平，通過或非門作為超基本里程計費的閘門信號，啟動超基本里程計費電路，由每公里的觸發(fā)脈沖觸發(fā)計費電路實現(xiàn)費用累加圖3.2里程比較則在原有計費的基礎(chǔ)

8、基本里程設(shè)定為3ks當實際行駛距離超過基本里程時,上加上每公里單價，電路如下圖3.3所示3.2.1設(shè)計任務(wù)分析汽車在行駛過程中遇到紅燈需要等待，客人有事辦需要等待。等待累計時間3分鐘內(nèi)，起步費為8元，超過3公里，以每公里1元計費，等待時間單價為每分鐘0.1元。那么，需要設(shè)計一個計數(shù)器在3分鐘內(nèi)計數(shù)器不輸出，第四分鐘脈沖下降沿來時計數(shù)器開始輸出。用多諧振蕩器來控制時鐘脈沖。3.2.2系統(tǒng)方案設(shè)計用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器并產(chǎn)生T=1min的時鐘脈沖。如下圖3.4所示圖3.43.2.3單元電路分析與設(shè)計設(shè)計框圖圖3.5時間計費模塊中的比較部分設(shè)計任務(wù)分析等待累計時間3分鐘內(nèi)，不收取等待時間費用，

9、超過5分鐘以每分鐘1元計費。那么，需要設(shè)計一個比較器與計數(shù)器比較，再用另一組計數(shù)器記錄下收費的時間，實現(xiàn)在5分鐘內(nèi)計數(shù)器不輸出，第6分鐘脈沖下降沿來時計數(shù)器開始輸出。系統(tǒng)方案設(shè)計用4片741s160構(gòu)成6000進制計數(shù)器，秒由十進制和六進制級聯(lián)成60進制并依次為秒的個位、十位，分鐘由兩個10進制直接級聯(lián)成100進制且依次為分鐘的個位、十位。用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器并產(chǎn)生T=1min時鐘脈沖。單元電路分析與設(shè)計設(shè)計框圖計數(shù)器3.3.3系統(tǒng)原理電路與仿真74L51ECY圖3.5IU計價電路該電路由兩部分組成，一是里程計價：在起價公里以內(nèi)（如3公里內(nèi)），按起步價算；若超過起價里程，則每走0.1k

10、m,計價器則增加的相應(yīng)的價錢。二是等候計價；汽車運行時，自動關(guān)斷計時等待，而當要等候計數(shù)時，需要手動按動“等侯”計費開關(guān)，進行計時，時間超過基本等待時間，每超過1min,則相當超過0.1km,相當于里程增加了0.1km,數(shù)字顯示均為十進制數(shù)。四、仿真過程4.1里程大于3km時，仿真如下圖4.1所示4.2等待時間大于5分鐘時，如下圖4.2所示五、總體電路圖i*r總體電路圖5.1I六、心得體會三周的課程設(shè)計時間很快就過去了，這三周的課程設(shè)計讓我對我們數(shù)電有了更多的認識。當然包括在這三周中我們這組做的出租車計費器，不僅對它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了認識，更對其內(nèi)部芯片等的作用有了更多的了解.在這次實習過程中，我

11、們遇到了很多問題，例如，在預(yù)置好起步價時，當里程超過基本里程時，價錢開始增加，在連線是出現(xiàn)了一些問題，還有在里程比較器和時間比較器中，最初比較器只用了一個只能比較一位二進制數(shù)，然而當里程大于10km或時間大于10分鐘時比較器出現(xiàn)了問題，還有就是將超過的時間和里程轉(zhuǎn)化為價錢時，仿真時出現(xiàn)了錯誤，而在所有問題中最主要問題是整個電路的連接問題。我們最初的辦法是將整個模塊分塊做出來，當每個模塊都運行正確的時候再將他們整合在一起.雖然有很多次的努力，可是我們沒有成功.后來經(jīng)過仔細思考，我試著改變電路整體模塊電路中元件，最終才得到了我們的預(yù)期結(jié)果。經(jīng)過這次多.不僅僅是關(guān)于數(shù)字電子電路的知識，更有的是讓我們

12、學到了面對人生的知識.當我們由尋找電路圖的迷茫，到找到有關(guān)參考書籍困惑，再到畫圖設(shè)計過程中的煩憂，最后到解決后的舒心，我們學會了一種面對困難不屈不撓的精神，我們發(fā)現(xiàn)，只要你真正的靜下心來鉆研，其實一切很簡單，只不過因為當時我們的害怕心理，還有我們的浮躁，讓我們亂了陣腳.所以不管我們以后是做什么事情，最最重要的是要靜下心，然后努力，這樣之后，我堅信，成功就在不遠方。通過此次課程設(shè)計讓我能夠親身參予電子產(chǎn)品的設(shè)計師使我更加深深地體會到：現(xiàn)代的社會是信息的社會，很多與人們生活緊密相關(guān)的產(chǎn)品都是電子產(chǎn)品比如決定現(xiàn)代社會發(fā)展方向的電腦以及幾乎每個同學都擁有的收音機等等無不說明電子產(chǎn)品的重要性。作為一名測

13、控專業(yè)大三的大學生，我認識到我不僅要學好課本上的知識，還要學會將所學到的知識聯(lián)系并應(yīng)用到現(xiàn)實生活中，做到理論聯(lián)系實際。經(jīng)過三個星期的設(shè)計過程，我學到了很多東西，對一年以來所學過的數(shù)電方面的知識也重新學習了一遍，也對自己在數(shù)字電子方面的能力有了更客觀的評價，在這次設(shè)計過程中，從最基本的查元件，找資料做起，了解了完整的電子設(shè)計的一般步驟，也和同學共同探討研究，學到了很多課堂上學不到的東西，也遇到了各種各樣從沒想過的問題，并認真的解決了它們，另外對各種電子類設(shè)計的計算機輔助手段有了更深一步的接觸，同時也使我增加了對電子方面知識的興趣，也從中發(fā)現(xiàn)了自己的一些不盡如人意的地方，以后要多改進。課程設(shè)計讓我

14、體會到知識運用的重要性，但精神上的豐收更大，使我更加自信，而且，我想我找到了自己的方向。這次課程設(shè)計必將成為我們?nèi)松幸粋€非常重要的啟發(fā)，也給我們留下了一個美好的回憶！這次實驗也讓我更加的熟悉、理解了74系列芯片功能的強大，并且能夠熟悉的運用multisim進行電路仿真實驗。我們設(shè)計的實驗電路都是用我們所學過的基本簡單的電路芯片和門電路實現(xiàn)的，能實現(xiàn)實驗所需要的所有功能，而且加入了新功能。我們小組分工合作，每個組員分別完成了各部分的工作電路，設(shè)計過程中各組員都遇到了不少困難，但經(jīng)過討論和查閱資料都一一解決了。最后小組討論合并電路，這是最關(guān)鍵的一部，也是出現(xiàn)最多問題的一部，因為各個人設(shè)計的部分電

15、路思路都不大一樣很難合并，經(jīng)過我們大費周章的討論、查閱資料和修改研究，最終還是把整體電路做出來了，并且用multisim仿真軟件進行了仿真。通過這次實驗，讓我學會了使用multisim仿真軟件，而且認識到電路設(shè)計并不是一個簡單的事，首先要整理好整體電路設(shè)計的思路，每一個模塊必須要銜接上，邏輯思維要很好，而且要很熟悉各個電路芯片的功能表，最后才能把電路設(shè)計出來。從理論設(shè)計到仿真軟件仿真，再到確定具體方案。整個過程都需要我們充分利用所學的知識進行思考、借鑒。通過本次設(shè)計，我加深了對課本知識的認識，同時為了這次課程設(shè)計的完成閱讀了大量資料，加深了書本中各種器件的認識與了解，同時為后期的復習打下了一定

16、的基礎(chǔ)。七.出租車計費器核心器件簡介十進制計數(shù)器74LS160.74LS160是中規(guī)模集成同步十進制加法計數(shù)器，具有異步清零和同步預(yù)置數(shù)的其引腳圖見圖zu領(lǐng)口_aws口0Ncwr-功能。使用74LS160通過置零法或置數(shù)法可以實現(xiàn)任意進制的計數(shù)器功能管腳圖圖7.1.1先對74LS160的基本功能進行測試，邏輯功能表如下圖。異步清零：當CLR=0時，Q0=Q1=Q2=Q3=0。同步預(yù)置：當LOA又0時.在時鐘脈沖上升沿作用下.Q0=D0.Q1=D1.Q2=D2.Q3=D3鎖存：當使能端時，計數(shù)器禁止計數(shù)，為鎖存狀態(tài)計數(shù)：當使能端EP=ET=1時，為計數(shù)狀態(tài)QOQIQ2Q3C74LS160EPCP

17、ET屁DODID2D3邏輯符號圖7.1.274LS160的邏輯功能表4位數(shù)值比較器74854位數(shù)的比較是從A的最高位A3和B的最高位B3進行比較，如果它們不相等，則該位的比較結(jié)果可以作為兩數(shù)的比較結(jié)果。若最高位A3=B3,則再比較次高位A2和B2,余類推。顯然，如果兩數(shù)相等，那么，比較步驟必須進行到最低位才能得到結(jié)果，如圖7.1所示：(2)功能表7485功能表表7.1比較睛輸入級聯(lián)輸入地出BiAi%A】I”YfYiVa<«Aj>BjXXXXXXKX100A產(chǎn)K風Jt五XXXXX00IBXXXXXXX10DAj-BjA產(chǎn)附XKXIIKX001Aj-Ai*%A/BfXXXXX

18、100Aj-BjAaBaA產(chǎn)B|XXXXX001AJ=Bj%=為Ai«BtAo>BoXXX100Aj-B3A廣BiABAo<BoXXX001A)ByAj-%Al-Bj%*Be01Q01QAl-4Aa-B:Al8i100j00Aj=BjAj.二BjAf人4001001圖7.1兩個8位二進制比較的連接電路圖7.2(3)兩個8位二進制比較的連接電路對于兩個8位數(shù)，若高4位相同，它們的大小則由低4位的比較結(jié)果確定。因此，低4位的比較結(jié)果應(yīng)作為高4位的條件，即低4位比較器的輸出端應(yīng)分別與高4位比較器的IA>B、IA<B、IA=B端連接。當位數(shù)較多且要滿足一定的速度要求時

19、，可以采取并聯(lián)方式如圖7.2所示：555定時器555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555,用CMOS工藝制作的稱為7555,除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V16V工作，7555可在318V工作，輸出驅(qū)動電流約為200mA因而其輸出可與TTL、CMOSE者模擬電路電平兼容。555定時器的功能主要由兩個比較器決定，兩個比較器的輸出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當5腳懸空時，則電壓比較器C1的同相輸入端的電壓為2VCC/3,C2的反相輸入端的電壓為VCC/3。若觸發(fā)輸

20、入端TR的電壓小于VCC/3,則比較器C2的輸出為0,可使RS觸發(fā)器置1,使輸出端OUT=1o如果閾值輸入端TH的電壓大于2VCC/3,同時TR端的電壓大于VCC/3,則C1的輸出為0,C2的輸出為1,可將RS觸發(fā)器置0,使輸出為0電平。引腳功能1腳：外接電源負端VSS接地，一般情況下接地。8腳：外接電源VCC雙極型時基電路VCC勺范圍是4,516V,CMO型時基電路VCC勺范圍為318V。一般用5V。3腳：輸出端Vo2腳：低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端4腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TRTH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應(yīng)將該端用入一只0.01pF電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放