最新电子技术应用实习-出租车计费器的设计Word格式.doc

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目录

1设计目的、内容和要求---------------------------------------------3

2设计思路及总体框图-----------------------------------------------4

2.1设计思路--------------------------------------------------------------------------------4

2.2总体框图--------------------------------------------------------------------------------------------4

3单元模块设计------------------------------------------------------6

3.1各单元模块功能介绍及电路设计-----------------------------------6

3.1.1行车里程计费显示模块设计--------------------------------------7

3.1.2等车时间显示电路模块设计--------------------------------------7

3.1.3乘车总费用显示电路模块设计------------------------------------7

3.2元器件的介绍--------------------------------------------------8

3.2.174LS283加法器介绍-------------------------------------------8

3.2.274LS85比较器介绍-------------------------------------------8

3.2.374LS160计数器介绍------------------------------------------------9

3.2.474LS161计数器介绍------------------------------------------------9

4电路仿真-----------------------------------------------------------------10

4.1各个模块电路仿真------------------------------------------------------10

5结论------------------------------------------------------------------------------------------12

6心得体会----------------------------------------------------------------13参考文献--------------------------------------------------------14附录---------------------------------------------------------------------------------------------15

附录A出租车计数器电路图------------------------------------------------------------15

附录B出租车计数器元器件清单-------------------------------------------------------16

1.设计目的、内容和要求

1.1设计目的：

（1）进一步熟悉各种进制计数器的功能及使用；

（2）掌握译码器显示电路的应用；

（3）熟悉集成芯片的内部结构及应用；

（4）掌握数字电子钟的组成与工作原理；

（5）提升对实际电路的设计和调试能力。

1.2设计内容：

汽车在行驶时，里程传感器将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。

里程传感器由磁铁和干簧管组成，磁铁置于变速器涡轮上，每行驶100米，磁铁与干簧管重合一次，即输出一个脉冲信号，则10个脉冲/公里（设为P3）。

里程单价（设2.1元/公里）可由两位（B2=2、B1=1）BCD拨码开关设置，经比例乘法器（如J690）后将里程计费变换成脉冲数P1=P3（1B2+0.1B1）。

由于P3=10，则P1为21个脉冲，即脉冲当量为0.1元/脉冲。

同理，等车计费也可以转换成脉冲当量，这需要由脉冲发生器产生10个脉冲/10分钟（设为P4），如果等车单价为0.6元/10分钟（置B4=0、B3=6），经比例乘法器后将等车计费变换成脉冲数P2=P4（0B4+0.1B3）。

由于P4=10，则P2为6个脉冲，即得到相同的脉冲当量为0.1元/脉冲。

同理，起步价（设5元）也可以转换成脉冲数（P0=个脉冲）或者将P0作为计数器的预置信号（框图所示）。

最后行车费用转换成脉冲总数P=P0+P1+P2，其结果用译码显示器显示。

1.3要求：

1、基本部分

（1）设计制作自动计费器，包括行车里程计费、等车时间和起步价三部分，用三位数码管显示，最大金额为99.9元。

（2）行车单价、等车单价、起步价可分别由拨码开关或拨码盘预置。

2.设计思路及总体框图

2.1设计思路：

出租车自动计费器是根据客户用车的实际情况而自动显示用车费用的数字仪表。

仪表根据用车起价、行车里程计费及等候时间计费三项求得客户用车的总费用，通过数码自动显示。

里程传感器可用干簧继电器实现，安装在与汽车车轮相连接的涡轮变速器上的磁铁使干簧继电器在汽车每前进十米闭合一次，即输出一个脉冲信号，实验用一个脉冲源模拟。

通过信号发生器模拟汽车车轮上传感器传来的脉冲信号,用计数器进行计数,然后触发里程计数器进行累加,依次向高位进位并用4位数码管显示路程；

另一方面，将传来的脉冲通过比较器与3公里进行比较,大于三公里时开始触发价格计数器累加,并利用加法器与5元相加

，也依次向高位进位并用4位数码管显示价格。

2.2总体框图:

本设计方案系统的总体工作原理如图所示。

有两种收费方式（通过按键实现两种收费方式的转换）：

按行驶里程收费，起步费为5.0元，并在车行3公里后再按1.0元/公里：

按等候时间计费，当车停止不走时，按1.0元/15分钟计费。

最高计费为99.9元，当乘客到达目的地时，将路程及车费显示出来。

路程的计算来自于车轮给予的脉冲，车启动后计费器开始工作。

本设计方案为设定每100米车轮给路程计数器一个脉冲，并通过显示器把路程显示出来，同时把路程与预置的3公里进行比较，当路程小于等于3公里时，车费显示为5元。

当路程大于3公里且接收到100米脉冲时，计费器加一毛钱。

当加够一块钱时，计数器进位，与预置5元的加法器相加。

当加法器够十元，进位，使十元的计数器工作，计数。

本设计方案，显示的最高车费为99.9

元。

路程脉冲计数

显示路程

与3公里比较

100米脉冲

十进制计数器，每来一个脉冲，加一毛钱

显示多少毛钱

进位

计数器及预置5元的加法器

显示多少元钱

计数器

大于3公里时

显示几十元

1.5分钟脉冲

二选一

图1

3.单元模块设计

3.1各单元模块功能介绍及电路设计

本系统主要分为3个单元模块，它们分别是：

行车里程件数显示电路模块、等车时间显示电路模块和总费用显示电路模块。

各单元模块功能及相关电路的具体说明如下。

3.1.1行车里程计数显示模块设计

（1）行车里程计数显示电路的作用：

将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来,被人的视觉所接受。

本设计的显示器用LED管。

（2）本模块用到的器件有74LS160、74LS85、四段LED数码管、与非门等。

图2行车里程计数显示框图

3.1.2等车时间显示电路模块设计

（1）该模块由74LS160、74LS161、74LS283、四段LED数码管以及与非门构成

（2）模块的具体电路：

图3

3.1.3总费用显示电路模块设计

（1）该模块的功能是直观显示车费。

（2）该模块由74LS160、74LS161、74LS283、四段LED数码管以及与非门构成

模块具体电路如下：

图4

3.2元器件的介绍

3.2.174LS283加法器的介绍

图574LS283芯片图

74LS283加法器是4为超前进位加法器，能够实现两个数值信号的相加。

在本设计中，先使加法器A端设为5，B端为计数器所输出的数值信号。

而在本设计方案中，用上一级传来的进位，用计数器输出，与5相加，这样就可以使输出数是从5到9，后又可从0到9循环。

3.2.274LS85比较器的介绍

74LS85比较器的内部结构主要如图所示

图6

74LS85比较器是一个4位数值比较器，它是由高位开始比较，逐位进行。

若最高位已比较出大小，则以后各位大小都对比较结果没有影响；

如果最高位相等，则比较次高位；

同理，次高位已比较出大小，则以后各位大小对结果没有影响。

如果4位比较都相等，则再看级联信号输入。

级联输入信号是由低位比较器的输出而来。

3.2.374LS160计数器介绍

1：

74LS160为可预置的十进制计数器，共有54/74160和54/74LS160两

种线路结构型式,其主要电器特性的典型值如表3-1下表是74LS160的主要电器特性异步清零端/MR1为低电平时，不管时钟端CP信号状态如何，都可以完成清零功能。

74LS160的预置是同步的。

当置入控制器/PE为低电平时，CP上升沿作用下，在输出端Q0-Q3与数据输入端P0-P3一致。

对于54/74160，当CP由低至高跳变或跳变前，如果计数器控制端CEP、CET为高电平，则/PE应避免由低至高电平的跳变，而54/74LS160无此种限制。

74LS160的计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的。

当CEP、CET均为高电平时，在CP上升沿作用下Q0-Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。

对于54/74LS160的CEP、CET跳变与CP无关。

74LS160有超前进位功能。

当计数溢出时，进位输出端（TC）输出一个高电平脉冲，其宽度为Q0的高电平部分。

2：

管脚图：

图774LS160管脚图

3.3.474LS161计数器介绍

74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器。

他可以灵活的运用在各种数字电路以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能

图8

4.电路仿真

4.1各个电路模块仿真

4.1