基于Multisim的出租车计费器仿真研究.docx
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基于Multisim的出租车计费器仿真研究
电子设计与制作课程设计
级:
通信工程
名:
口
号:
指导教师:
设计时间:
绩:
电子设计与制作实习报告
实习目的
此次电子设计实习主要为大学四年的专业课起承接作用，完成此次设计有三部分目的。
首先对大学两年来所学的有关电子设计方面专业课进行巩固，将所学的理论知识应用到实践中来，理论联系实际，进一步加深对已学相关专业知识的认识。
其次，通过此次电子设计，熟悉并掌握电子设计电路的一般设计方法，熟悉电子元器件的表示、参数及封装样式。
在设计出租车里程计价表电路过程中，进一步系统地掌握相关专业知识及元件作用，学习利用相关软件进行电子线路的调试，掌握电子电路的仿真及应用仿真软件。
最后，通过此次实
习，加强对本专业的了解，通过设计，培养同学们的动手能力，从而为以后学习更加高深的专业知识打好基础。
实习时间
实习内容及过程
一）设计题目出租汽车里程计价表设计与仿真
二）设计目的
1、掌握出租汽车里程计价表的设计与仿真；
2、熟悉同步十进制系数乘法计数器芯片的工作原理和使用方法；
3、掌握计数器、寄存器和译码器及显示电路的原理和使用方法。
三）设计要求
1、设计出租汽车里程计价表电路；
2、选用中小规模集成器件；
3、具有在线仿真及显示电路。
四）出租车计费器原理框图
出租车计价器根据乘客乘坐时汽车行驶路程的多少计价，并在行驶过程中
同步显示车费。
从起步价3元开始，汽车里程未满公里时，均按起步价计算。
超过公里，则在起步价基础上按每公里加元计算。
公里，计
路程和计费可通过十进制加法计数器实现。
要设计一个精度为费范围为元的计费器，则需有6个数码管，前三个用来显示路程，后三个用
来显示计价。
起价（X.X元）可以通过计数器的置数端进行数据预置。
这里行
出租车计费器主要由路程计数电路、比较器电路、计费电路、显示电路和
时钟脉冲信号源等组成，其原理框图如图：
图一出租车计价器设计原理框图
5）出租汽车里程计价表核心器件介绍
1、74LS160
74LS160是中规模集成同步十进制加法计数器，具有异步清零和同步预置数的功能。
使用74LS160通过置零法或置数法可以实现任意进制的计数器。
（1）异步清零：
当RB1时，QAQ仁Q2=Q3=0;
（2）同步预置：
当LD=1时，在时钟脉冲CP上升沿作用下，Q0=DO,
Q仁D1,Q2=D2,Q3=D3。
（3）锁存：
当使能端EP・ET=O时，计数器禁止计数，为锁存状态。
（4）计数：
当使能端EP=ET=1时，为计数状态。
图二74LS160逻辑功能图
图三74LS160引脚图
2、7485数字比较器
图四数字比较器引脚图
数字比较器：
对两个位数相同的二进制数进行比较，并判定其大小关系的逻辑
电路。
3、拨码幵关
码。
图五拨码幵关
■
A3--
1■■1
-:
-
阳
-OAiiC'b-
A2-
DALTB-
■
11-■
■
A1-
1■■F
■-■
■■
AD-■
■■■J
pri.
AGTE
■■
■■
1■■J
11
E
卜
7485N
（六）
总原理图
图六出租车计价器设计总原理图
（七）
单元电路设计及原理分析
1、初始值设定
计费器的所有清0功能通过幵关S4完成。
初始值设定部分包括里程置数和起价置数两部分。
里程置数由幵关
S5和
3
U5
U1
U2
U3
U14
U15
U16
VCC
"T5V
9
E3REEG_GREEN
U7
GNDVCC八400Hz鬱5V
■T5V
VCC
T5f
WS5
15
A3CAGTl
B3CAEQl
A2CALTB
B2
AGTB
AEQB
ALTB
U11
7485N
U8
•VCC
T5
S8
7
■40
QA
QE
QC
Q[
14
13
ENP
ENT
RC（
15
~LOAD
~CLR
CLK
74LS160N
U12
EDCDG_X_EffiN_GREEN
A
QA
B
QB
C
QC
D
QD
ENP
ENT
RCC
.〜LCAD~CLR
.CLK
U6
A
QA
B
QB
C
QC
D
QD
ENPent
RCC
~ICAD
~CLR
卜CLK
14
15
VCC
5V
乌GND
键空格
A3
B3
A2
VCC
5V
AGTB
AEQB
ALTB
Mb
OAGTl
OAEQ
OALTE
A
QA
B
QE
C
QC
D
Q[
ENP
RC
ENT
~LCAD~CLR
14
15
15
12
VCC
5
7485N
U9
A3
CAGT
B3
CAEQ
A2
CALTB
B2
A1
B1
A0
B0
AGTB
AEQBALTB
14
S9
ABC
D
74LS160N
U13
ENP
ENT
14
rco15
U10A
74S04D
~LOAD~CLR
74LS160N
U17A
74LS136D
VCC
S1丁5V
f~3GND
键=空格
S6完成；起价置数部分由比较器U9和反相器U10A产生置数信号，由幵关S10
和U11（74LS160N进位输出接入异或门U17A产生置数脉冲，从而使U12
（74LS160N获得起价并通过数码管显示。
2、汽车行驶路程计数
主要由计数器74LS160N和数码管组成。
用74LS160N芯片（U4〜U6）的级
联进行路程累加。
为了简化设计，这里汽车行驶路程用脉冲信号表示，
每个脉
冲表示公里路，通过数码管显示出来并且数码管最后一位表示小数。
3、路程比较电路
路程比较电路主要由三片7485N（U7〜U9）数值比较器和预置
输入端组成。
当行程小于时，U9的5脚OAGT（B＞）输出为0，从而使计数器
U11、U13处
于保持状态；7脚OAGTBv）输出为1，经反相后变为0加到U12的9脚LOAD,
从而使计费器一直显示起步价。
当行程大于时，U9的5脚OAGTB＞）输出为
从而使计数器U11、U13处于可计数状态；7脚OAGTB（v）输出为0,
经反
相后变为1，这样U12的9脚没有置数信号也处于可计数状态。
4、计费电路
主要由三片74LS160N（U11〜U13）级联与数码管组成。
当路程小于
里时显示器起步价。
当里程大于公里时，在起步价基础上，按每超过公里路
增加元费用计算。
八）仿真结果与分析
1、行程小于公里仿真结果
这样U12置数端9脚为有效的置数信号
0，使U12处于置数状态，在时钟
脉冲下降沿作用下，将并行数据输入端的
0011（十进制数3）送到计数器输出
端，从而使数码显示器显示3元。
由于
U11
、U13的计数使能端
ENRENT与
VCC
「V^GND八200Hz锣5V
S1枕/
U1
U2
U3
HEXEEDIGGREEN
U7
I~~GNDVCC
I0"T5V广、400Hz'V^5V
U14
U15
U16
hsxejdggreen
15
VCC
3
4
6
〒
10
9
4
■13
'5V
iriiiiii
S2
A
QA
B
QB
CQC
D
QD
ENPENT
RCO
~LOAD~CLR
]CLK
U4
14
2
74LS160N
15
A3OAGT1B3OAEQ1
A2OALTE
B2
12
VCC
A1
B1
A0
B0
S7
U11
Qa
Q[
QC
Q[
14
4-
5V
AGTB
AEQB
ALTB
VCC
ENPRCENT
~LOAD~CLR
CLK
15
S
TO
7485N
74LS160N
S8
VCC
U5
QAQBQC
QD
14
15
■43
U8
OAGTlOAEQOALTE
ENPRCOENT
~LOAD~CLR
CLK
15
12
13
**
5
6
7
I0
9,
U6
QA
QB
QC
QD
14
ENPRCOENT
15
~LOAD
~CLR
一|CLK
VCC
74LS160hSO~5V
「""^ND
I键-空格^—
5V
VCC
S6
A1
B1
A0
B0
AGTB
AEQB
ALTB
7485N
U9
15
12
A3OAGTBJ^「■
B3OAEQ匚
A2OALTE-,
B2
ST
A1
B1
A0
B0
AGTB
AEQB
ALTB
7485N
VCC
A
QA
B
QB
C
QC
D
QD
ENP
RCO
ENT
~LOAD~CLR
卜CLK
U12
3
14
7
9
2
74LS160N
t：
9
U10A
74S04D
A
QA
B
QB
C
QC
D
QD
ENP
RC（
ENT
~LOAD~CLR
CLK
U13
14
U17A
74LS136D
VCC
S1^^5V
—占GND
键=空格
U9输出端5脚相连，其输出为0,这样ENP二ENT=0使得U11、U13处
图七行程小于公里仿真结果图
2、行程大于公里仿真结果
当行程大于公里时，比较器7485N得到比较结果A>B,U9的7端输出为0，通过反相器使得U12的9脚为1，置数无效，U12处于可计数状态，其计数工作过程为：
U11输出1001前进位输出为0加在异或门输入端，而开关S10加在异或门输入端的逻辑值为1，这样异或门输出1；当U11为1001
时进位输出为1，由于异或门输入均为1，因而输出为0，这样使得U12的时钟脉冲端2脚正好得到一个下降沿而计数。
另外，U9的5脚输出1，此时与5脚相连的U11、U13的使能端ENP=ENT=1，使U11、U13处于计数状态。
其仿真结果如图：
VCC
U1
U2
■5V
p^GND广、200Hz
V
S1
U4
VCC
2
VCC
5V
四、
（四）
图八行程大于公里仿真结果图
U3
iJGRXEEENIG_GREEN
U7
15
U14
U15
U16
V2占GNDVCC
0400Hz
诃5V「
5V
A
QA
B
QB
O
QO
D
QD
ENP
ROO
ENT
-LOAD
~OLR
OLK
7
9
U5
A
QA
B
QB
O
QO
D
QD
ENP
ROO
ENT
-LOAD
~OLR
[CLK
15
10
9
T
2
74LS160N
U6
74LS160N
VCC
A3
B3
A2
B2
A1
B1
A0
B0
OAGTBOAEQBOALTB
9
GEXEENGGREEN
U11
QA
B
QB
QO
D
QD
ENPENT
ROO
-LOAD
~OLR
»CLK
15
FVcc
7
"10"
13
IT
3
T
于
14
键-空格
5V
6
I1IIIIII
A1
B1
A0
B0
AGTBAEQBALTB
A3
B3
A2
B2
VCC
PL
实习总结及体会
组员分工
实习总结
实习心得体会
参考文献
AGTBAEQBALTB
VCC
7485N
U8
OAGTBOAEQBOALTB
7485N
U9
15
13
A3
B3
A2
B2
OAGTBOAEQBOALTB
5\
VCC
12
11
10
A1B1A0B0
AGTBAEQBALTB
7485N
S8
A
QA
B
QB
C
QC
D
QD
ENP
ROC
ENT
~LOAD
~CLR
CLK
14
15
2
74LS160N
U12
U10A
74S04D
A
QA
B
QB
O
QO
D
QD
ENP
ROO
ENT
-LOAD
~OLR
LOLK
3
14
7
15
9
74LS160N
U13
"4"
AB
C
D
QAQBQC
QD
14
13
ENP
ENT
!
Co25
~LOAD~CLR
CLK
74LS160N
U17A74LS136D
VCC
S1^r5V
^GND
键-空格
⑴周来秀.基于Multisim的仿真研究[R].TN79.湖南：
中国科技信息.20"
[2]黄培根.Multisime虚拟仿真和业余制版实用技术[M].北京：
电子工业出版社.2008
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