基于Multisim的出租車計費器仿真研究

1、電子設計與制作課程設計班級：通信工程姓名：學號：指導教師:設計時間：成 績：評 語：電子設計與制作實習報告一、 實習目的 此次電子設計實習主要為大學四年的專業(yè)課起承接作用，完成此次設計有三部分目的。首先對大學兩年來所學的有關(guān)電子設計方面專業(yè)課進行鞏固,將所學的理論知識應用到實踐中來,理論聯(lián)系實際，進一步加深對已學相關(guān)專業(yè)知識的認識。其次,通過此次電子設計，熟悉并掌握電子設計電路的一般設計方法，熟悉電子元器件的表示、參數(shù)及封裝樣式.在設計出租車里程計價表電路過程中,進一步系統(tǒng)地掌握相關(guān)專業(yè)知識及元件作用，學習利用相關(guān)軟件進行電子線路的調(diào)試，掌握電子電路的仿真及應用仿真軟件。最后，通過此次實習，加

2、強對本專業(yè)的了解，通過設計,培養(yǎng)同學們的動手能力，從而為以后學習更加高深的專業(yè)知識打好基礎。二、 實習時間三、 實習內(nèi)容及過程（一） 設計題目出租汽車里程計價表設計與仿真（二） 設計目的1、 掌握出租汽車里程計價表的設計與仿真；2、 熟悉同步十進制系數(shù)乘法計數(shù)器芯片的工作原理和使用方法;3、 掌握計數(shù)器、寄存器和譯碼器及顯示電路的原理和使用方法。（三） 設計要求1、 設計出租汽車里程計價表電路;2、 選用中小規(guī)模集成器件；3、 具有在線仿真及顯示電路。（四） 出租車計費器原理框圖出租車計價器根據(jù)乘客乘坐時汽車行駛路程的多少計價,并在行駛過程中同步顯示車費。從起步價 3 元開始，汽車里程未滿 1

3、。5 公里時,均按起步價計算。超過 1。5 公里，則在起步價基礎上按每 0。1 公里加 0。2 元計算 。路程和計費可通過十進制加法計數(shù)器實現(xiàn)。要設計一個精度為 0.1 公里，計費范圍為 99。9 元的計費器，則需有 6 個數(shù)碼管，前三個用來顯示路程，后三個用來顯示計價。起價(X 。X 元）可以通過計數(shù)器的置數(shù)端進行數(shù)據(jù)預置。這里行車里程用脈沖信號代替，每來一個脈沖代表 0。1 公里路程 。出租車計費器主要由路程計數(shù)電路、比較器電路、計費電路、顯示電路和時鐘脈沖信號源等組成，其原理框圖如圖：圖一 出租車計價器設計原理框圖（五） 出租汽車里程計價表核心器件介紹1、 74LS16074LS160是

4、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置數(shù)的功能。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.（1） 異步清零：當RD1時，Q0Q1Q2Q30;（2） 同步預置:當LD1時，在時鐘脈沖CP上升沿作用下，Q0D0,Q1D1，Q2D2，Q3D3。（3） 鎖存：當使能端EP·ET=0時，計數(shù)器禁止計數(shù),為鎖存狀態(tài)。（4） 計數(shù)：當使能端EPET1時，為計數(shù)狀態(tài).圖二 74LS160邏輯功能圖圖三 74LS160引腳圖2、 7485數(shù)字比較器圖四 數(shù)字比較器引腳圖數(shù)字比較器：對兩個位數(shù)相同的二進制數(shù)進行比較，并判定其大小關(guān)系的邏輯電路。3、 撥碼開關(guān)用來操作控

5、制的地址開關(guān)，采用的是0/1的二進制編碼原理.每一個鍵對應的背面上下各有兩個引腳,撥至ON一側(cè)，這下面兩個引腳接通；反正則斷開.這四個鍵是獨立的,相互沒有關(guān)聯(lián).此類元件多用于二進制編碼。 可以設接通為1;斷開為0，則有： 0000、0001、0010、1110、1111一共是16種編碼。 圖五 撥碼開關(guān)（六） 總原理圖圖六 出租車計價器設計總原理圖（七） 單元電路設計及原理分析1、 初始值設定計費器的所有清0功能通過開關(guān) S4 完成.初始值設定部分包括里程置數(shù)和起價置數(shù)兩部分。里程置數(shù)由開關(guān) S5 和 S6完成；起價置數(shù)部分由比較器 U9 和反相器 U10A 產(chǎn)生置數(shù)信號，由開關(guān) S10和 U

6、11（74LS160N)進位輸出接入異或門 U17A 產(chǎn)生置數(shù)脈沖,從而使U12（74LS160N)獲得起價并通過數(shù)碼管顯示。2、 汽車行駛路程計數(shù)主要由計數(shù)器74LS160N和數(shù)碼管組成.用74LS160N芯片（U4U6）的級聯(lián)進行路程累加。為了簡化設計，這里汽車行駛路程用脈沖信號表示,每個脈沖表示0。1公里路，通過數(shù)碼管顯示出來并且數(shù)碼管最后一位表示小數(shù)。3、 路程比較電路路程比較電路主要由三片 7485N（U7U9)數(shù)值比較器和預置 1。5km輸入端組成。當行程小于1.5km時,U9 的 5 腳 OAGTB()輸出為 0 ，從而使計數(shù)器 U11 、U13 處于保持狀態(tài)；7 腳 OAGTB

7、(）輸出為1 ，經(jīng)反相后變?yōu)?加到 U12的9 腳LOAD ,從而使計費器一直顯示起步價。當行程大于1。5km時，U9 的 5腳 OAGTB（)輸出為 1 ,從而使計數(shù)器 U11 、U13 處于可計數(shù)狀態(tài)； 7腳 OAGTB(）輸出為 0 ，經(jīng)反相后變?yōu)?1,這樣 U12 的 9 腳沒有置數(shù)信號也處于可計數(shù)狀態(tài).4、 計費電路主要由三片 74LS160N （U11U13）級聯(lián)與數(shù)碼管組成。當路程小于 1。5 公里時顯示器起步價。當里程大于 1.5 公里時，在起步價基礎上，按每超過0。1公里路增加0。2元費用計算.（八） 仿真結(jié)果與分析1、 行程小于 1.5 公里仿真結(jié)果當行程小于等于1。5公里

8、時,U9 的7 腳輸出 1，通過反相器 U10A 后變?yōu)?，這樣 U12 置數(shù)端 9 腳為有效的置數(shù)信號 0 ,使 U12 處于置數(shù)狀態(tài),在時鐘脈沖下降沿作用下,將并行數(shù)據(jù)輸入端的 0011（十進制數(shù) 3）送到計數(shù)器輸出端，從而使數(shù)碼顯示器顯示 3元。由于 U11 、U13 的計數(shù)使能端ENP、ENT 與 U9 輸出端 5 腳相連，其輸出為 0， 這樣 ENP=ENT=0，使得 U 11 、U 13 處于保持狀態(tài)，于是計費顯示器一直顯示 3 元.其仿真結(jié)果如圖：圖七 行程小于 1.5 公里仿真結(jié)果圖2、 行程大于1.5 公里仿真結(jié)果當行程大于 1.5 公里時,比較器7485N 得到比較結(jié)果 A B, U9 的 7 端輸出為 0,通過反相器使得 U12 的 9 腳為1，置數(shù)無效,U12 處于可計數(shù)狀態(tài)，其計數(shù)工作過程為：U11 輸出 1001 前進位輸出為 0 加在異或門輸入端，而開關(guān) S10 加在異或門輸入端的邏輯值為1，這樣異或門輸出 1；當 U11 為 1001時進位輸出為 1 ，由于異或門輸入均為 1，因而輸出為 0，這樣使得 U12 的時鐘脈沖端 2 腳正好得到一個下降沿而計數(shù)。另外，U 9 的 5 腳輸出 1 ，此時與 5 腳相連的 U11、U13 的使能端ENP = ENT = 1，使 U11、U13 處于計數(shù)狀態(tài)。其仿真結(jié)果如圖：圖八 行程大于1。5