出租车里程计价表讲解.pdf
数字电子技术基础数字电子技术基础课程设计 (论文)出租车里程计价表出租车里程计价表院 （ 系 ） 名 称专学学指生导姓教业班级号名师电 子 与 信 息 工 程 学 院起 止 时 间： 2014.12.29 2015.1.11课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程学 号课程设计（论文） 题目学生姓名专业班级出租车里程计价表任务要求：任务要求：出租汽车里程计价表是采用数字电路实现对出租车的计价装置，由等待计时、公里计数、价钱计数、开关设置等部分电路组成，不仅实现了出租车计费、显示等功能，还具有显示出租车累计行驶里程的功能。技术要求：技术要求：1、采用中、小规模数字集成电路实现。2、不同情况具有不同的收费标准。3、白天、晚上、途中等待（10min） 开始收费。4、能进行手动修改单价，具有数据的复位功能。5、白天/晚上收费标准的转换开关，数据的清零开关。6、单价的调整：单价输出 2 位，路程输出 2 位，总金额输出 3 位。7、按键：启动计时开关，数据复位（清零）。白天/晚上转换。8、利用 Multisim（或 EWB）进行电路仿真与调试。平时成绩：答辩成绩：论文成绩：作品成绩：总成绩：指导教师签字：年月日注注：平平时时成成绩绩占占 20%20%，答答辩辩成成绩绩占占 20%20%，论论文文成成绩绩占占 40%40%，作作品品成成绩绩 20%20%。课程设计（论文）任务指导教师评语及成绩本科生课程设计（论文）摘 要出租车里程计价表是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。本设计分为 4 块，由等候时钟信号电路，行驶里程电路，单价调整电路和总金额显示电路组成。等候时钟信号电路用石英晶体构成振荡器和 555 定时器构成的施密特触发器；行驶里程电路和单价调整电路由 74LS160 组成的 100 进制计数器；总金额显示电路用 3 个 74160 计数器，3 个显示器，显示金额。首先通过传感器保证每 10 米发出一个脉冲信号， 传感器可以选用普通的干簧继电器， 它和汽车本身的涡轮变速装置配合使用，将 10 米脉冲信号送入由 74LS160 组成的 100进制计数器。当 100 进制计数器计满时就是行驶了 1 公里了，此时进位输出一个行驶 1 公里的脉冲信号，将此信号通过计数、译码，从而显示出来，实现了里程的计数与显示功能，清零和复位可以通过计数器的异步置零端实现。用 Multisim 对本设计进行仿真，通过仿真并大致运行出理论的结果。关键词：Multisim 软件;555 定时器芯片；74LS160 芯片;时钟信号I本科生课程设计（论文）目 录第 1 章 绪论 . 11.1 出租汽车里程计价表发展概况（或研究现状） . 11.2 本文研究内容 . 1第 2 章出租汽车里程计价表总体设计方案 . 22.1 方案比较 . 22.2 出租汽车里程计价表总体设计方案 . 2第 3 章出租汽车里程计价表电路设计 . 43.1等候时钟信号电路设计 . 43.2行驶里程电路设计 . 43.3总金额显示电路设计 . 43.4 元器件型号选择 . 53.5 总体电路图 . 6第 4 章 仿真与调试 . 74.1 Multisim 仿真与调试. 74.2 仿真结果分析 . 8第 5 章 出租汽车里程计价表实物制作 . 95.1 出租汽车里程计价表作品 . 95.2 作品测试与数据分析 . 9第 6 章 总结 . 10参考文献 . 11附 录 I . 12附 录 II. 13II本科生课程设计（论文）第 1 章 绪论1.1 出租汽车里程计价表发展概况（或研究现状）出租车是现代人类的重要交通工具， 而出租车的计费系统的安全性和先进性是人们普遍关心的问题，要求计费器性能稳定，计费准确，以及预防司机作弊行为等等都关系到乘客的切身利益。因此，设计出符合人们普遍要求及放心的产品具有重要的意义。随着电子技术的发展 ,出租车计价器技术也在不断进步和提高 ,国内出租车计价器已经经历了四个阶段的发展 ,从传统的全部由机械元器件组成的机械式 ,到半电子式即用电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器,再从集成电路式到目前的 555 定时器系统设计的出租车计价器。1.2 本文研究内容本设计为出租车里程计价表的设计， 根据白天， 晚上以及等待时间收费标准的不同，利用 BCD 码加法器拨盘改变单价。通过里程传感器获得脉冲进行计数，从而显示2 位里程数；途中停车时间大于 10 分钟开始计费脉冲由系统时钟模块提供，利用系统时钟产生与等候时间成正比的脉冲信号， 通过有单价预制的比例系数乘法器进行运算得到等候时间费行车里程将汽车行驶的里程数转换成与之成正比的脉冲个数， 然后由计数译码电路变成收费金额。经或门计数器显示器得到 3 位总金额显示。1本科生课程设计（论文）第 2 章 出租汽车里程计价表总体设计方案2.1 方案比较方案一：采用单片机控制单片机具有较强的计算功能，单片机丰富的 IO 端口再加上单片机控制的灵活性，实现里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能，而且能在很大的程度上扩展功能。方案二：采用数字电路控制。等候时间信号由定时器组成。计数器记录输出脉冲的个数，通过调整单价，可以实现不同的收费标准；传感器件输出脉冲信号。方案三：采用 VHDL 编程。用 FPGA/CPLD 制作成自动计费器的专用集成电路芯片 ASIC，加上少数外围电子原件，即能实现实验要求。经过多番思考，单片机虽然灵活性大，功能全面，但是我们还未研究这类课程。权衡利弊，决定使用方案二，即利用数字电路设计本次实验。2.2 计价表总体设计方案首先将传感器发出的脉冲信号送入由计数器组成的分频计，将 1 公里路程分成 100个脉冲信号，实现里程计数；如果车停下，则按下等待时间信号按钮，将里程计数器断开，同时开始计时，当大于 10 分钟后开始收费，。白天、晚上和等待的不同收费标准可以通过手动调整来实现，最后通过乘法器实现总金额的显示。数字电路控制框图如图2.1 所示。通过传感器保证每 10 米发出一个脉冲信号，传感器可以选用普通的干簧继电器，它和汽车本身的涡轮变速装置配合使用，将 10 米脉冲信号送入由 74LS160 组成的 100进制计数器。当 100 进制计数器计满时就是行驶了 1 公里了，此时进位输出一个行驶 1公里的脉冲信号，将此信号通过计数、译码，从而显示出来，实现了里程的计数与显示功能，清零和复位可以通过计数器的异步置零端实现。2等候时间信号行驶里程信号行驶里程显示本科生课程设计（论文）等候时间单价总 金白天标准额 显示里程单价晚上标准单价显示与调整图 2.1 数字电路控制框图3本科生课程设计（论文）第 3 章出租汽车里程计价表电路设计3.1 等候时钟信号电路设计555 定时器构成的施密特触发器进行分频并输出脉冲，模块输出 1HZ 的脉冲信号。当在计数状态下霍尔开关没有输出信号，片内的T1 定时器便被启动，每当计时到达10分钟，就对当前金额加上中途等待的单价，以后每十分钟都自动加上中途等待的单价。当等待结束时，自动切换到正常的计价。图 3.1 为等候时钟电路。图 3.1 等候时钟电路3.2 行驶里程电路设计输入信号脉冲，由计数器计数，在EWB 中选用用脉冲信号来表示汽车行驶里程，将10 米脉冲信号送入由 74LS160 组成的 100 进制计数器。 当 100 进制计数器计满时就是行驶了 1 公里了，此时进位输出一个行驶 1 公里的脉冲信号，将此信号通过计数、译码，从而显示出来，实现了里程的计数与显示功能，清零和复位可以通过计数器的异步置零端。图 3.2 为行驶里程显示电路。3.3 总金额显示电路设计里程单价与里程的乘积和等待单价与等待时间的乘积之和就是总金额，总金输出 3 位，所以我们用 3 个 74160 计数器，3 个显示器，显示金额。计价与显示模块即总金额显示。此时进位输出一个行驶 1 公里的脉冲信号，将此信号通过计数、译码，从而显示出来，实现了里程的计数与显示功能，清零和复位可以通过计数器的异步置零端实现。图 3.3 为总金额显示电路。4本科生课程设计（论文）图 3.2 行驶里程电路图 3.3 总金额显示电路3.4 元器件型号选择一555 集成定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。 一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 定时器的功能主要由两个比较器决定。 两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为 VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于 VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于 VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。表 3.1 为 555 定时器功能表二74LS160只要（CR 的非）有效电平到来，无论有无CP 脉冲，输出为“0”。在图形符号中，CR 的非的信号为 CT=0，若接成七进制计数器，控制清零端的信号不是 N-1（6），而是5本科生课程设计（论文）N（7）状态。其实，这是由于异步清零端信号一旦出现就立即生效，如刚出现0111，就立即送到（CR 的非）端，使状态变为 0000。所以，清零信号是非常短暂的，仅是过度状态，不能成为计数的一个状态。清零端是低电平有效。当（LD 的非）为有效电平时，计数功能被禁止，在 CP 脉冲上升沿作用下 D0D3的数据被置入计数器并呈现在 Q0Q3 端。 若接成七进制计数器， 控制置数端的信号是 N（7）状态，如在 D0D3 置入 0000，则在 Q0Q3 端呈现的数据就是 0110。3.5 里程表总体电路图如图 3.4 为整体仿真电路图。图 3.4 总金额显示电路6本科生课程设计（论文）第 4 章 仿真与调试4.1 Multisim 仿真与调试当开始仿真时，有清零按钮清零，如图 4.1，此时里程电路，单价电路和总金额电路显示数都为零。图 4.1 仿真图 1当开关 s1 接 5v 时，首先里程电路显示示数，有0 到 99，表示1 公里，第二部分电路由单价由脉冲调整， 设置为 10HZ， 总金额显示快慢由前两个脉冲共同控制。 如图 4.2。4.2 仿真结果分析本次课程设计做的电路图及仿真完全符合题目要求，工作状态良好。7本科生课程设计（论文）图 4.2 仿真图 28本科生课程设计（论文）第5章 里程表实物制作5.1 整体实物作品如下图 5.1 为实物焊接，图 5.1 实物图5.2 作品测试与数据分析经过试验台测试，发现数码管只显示0，没有出现与仿真相对应的结果，就我分析，可能是接线有误才导致结果不正确。9本科生课程设计（论文）第 6 章 总结本次课设的内容是设计出租汽车里程计价表， 出租车里程计价表能随里程的增加自动显示出费用。由于单片机设计简单且灵活性大，因此生活中大多采用单片机的方法设计出租车里程计价器，因为目前我们还没有学习单片机，所以选用数电系统进行设计。本次课设通过 4 大模块设计计价器分别是：等候时间信号，里程信号，单价显示，总金额显示等等。根据白天，晚上以及等待时间收费标准的不同，通过BCD 码比例乘法器输出金额，通输入脉冲进行计数，从而显示 2 位里程数；途中停车时间大于 10 分钟开始计费脉冲由系统时钟模块提供，利用系统时钟产生与等候时间成正比的脉冲信号，通过有单价预置的比例系数乘法器进行运算得到等候时间费用， 行车里程将汽车行驶的里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。经或门计数器显示器得到 3 位总金额显示。通过BCD 码比例乘法器输出金额，通过计数器，显示器最终输出 2 位单价，2 位里程数，3 位总金额当出租车到达目的地时通过总金额的显示就可以收取费用。经过2 周的设计时间，我完成了本次课设的全部内容，对各个单元电路的设计之后汇总并连接成了总设计电路，然后通过 EWB 软件进行仿真，EWB 采用直观的图形界面创建电路，在计算机屏幕上模拟实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件，电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取，操作比较简单，通过仿真，仿真结果达到了本次课设的实验要求，较顺利的完成了本次课设内容。本人签字：本人签字：10本科生课程设计（论文）参考文献1 阎石主编数字电子技术基础.高等教育出版社.20062 苗明川主编数字电子技术基础全程导学及习题全解.高等教育出版社.20033 高吉祥主编电子技术基础实验与课程设计.电子工业出版社.20024 曲学基，王增福，吴影.常用电子电器电路精选. 电子工业出版社 20075 王立新，郭晓娴，福利才，赵祯.电子试验与实践.高等教育出版社 20046 王疏银主编数字电路与逻辑设计.高教出版社.20017 康华光主编电子技术基础数字部分.高教出版社.20008 赵曙光主编可编程逻辑器件原理.西安电子科技大学出版社.20009 电子技术基础实验电子电路实验设计仿真（第四版），陈大钦，高等教育出版社.200610 电子技术实验与课程设计（第三版），毕满清，机械工业出版社.200511本科生课程设计（论文）附 录 I总体电路图12本科生课程设计（论文）附 录 II元器件清单元器件名称555 定时器计数器7 段 LED 数码管电阻参数74LS11274LS1601 位共阴1K元器件名称电容非门或非门与非门参数1uF74LS0474LS0274LS0013
