基于Multisim的出租車(chē)計(jì)費(fèi)器仿真研究

1、電子設(shè)計(jì)與制作課程設(shè)計(jì)班級(jí)：通信工程姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師:設(shè)計(jì)時(shí)間：成 績(jī)：評(píng) 語(yǔ)：電子設(shè)計(jì)與制作實(shí)習(xí)報(bào)告一、 實(shí)習(xí)目的 此次電子設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)主要為大學(xué)四年的專(zhuān)業(yè)課起承接作用，完成此次設(shè)計(jì)有三部分目的。首先對(duì)大學(xué)兩年來(lái)所學(xué)的有關(guān)電子設(shè)計(jì)方面專(zhuān)業(yè)課進(jìn)行鞏固,將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中來(lái),理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)一步加深對(duì)已學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。其次,通過(guò)此次電子設(shè)計(jì)，熟悉并掌握電子設(shè)計(jì)電路的一般設(shè)計(jì)方法，熟悉電子元器件的表示、參數(shù)及封裝樣式.在設(shè)計(jì)出租車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表電路過(guò)程中,進(jìn)一步系統(tǒng)地掌握相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)及元件作用，學(xué)習(xí)利用相關(guān)軟件進(jìn)行電子線路的調(diào)試，掌握電子電路的仿真及應(yīng)用仿真軟件。最后，通過(guò)此次實(shí)習(xí)，加

2、強(qiáng)對(duì)本專(zhuān)業(yè)的了解，通過(guò)設(shè)計(jì),培養(yǎng)同學(xué)們的動(dòng)手能力，從而為以后學(xué)習(xí)更加高深的專(zhuān)業(yè)知識(shí)打好基礎(chǔ)。二、 實(shí)習(xí)時(shí)間三、 實(shí)習(xí)內(nèi)容及過(guò)程（一） 設(shè)計(jì)題目出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表設(shè)計(jì)與仿真（二） 設(shè)計(jì)目的1、 掌握出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表的設(shè)計(jì)與仿真；2、 熟悉同步十進(jìn)制系數(shù)乘法計(jì)數(shù)器芯片的工作原理和使用方法;3、 掌握計(jì)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(shè)計(jì)要求1、 設(shè)計(jì)出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)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(chē)計(jì)費(fèi)器原理框圖出租車(chē)計(jì)價(jià)器根據(jù)乘客乘坐時(shí)汽車(chē)行駛路程的多少計(jì)價(jià),并在行駛過(guò)程中同步顯示車(chē)費(fèi)。從起步價(jià) 3 元開(kāi)始，汽車(chē)?yán)锍涛礉M 1

3、。5 公里時(shí),均按起步價(jià)計(jì)算。超過(guò) 1。5 公里，則在起步價(jià)基礎(chǔ)上按每 0。1 公里加 0。2 元計(jì)算 。路程和計(jì)費(fèi)可通過(guò)十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。要設(shè)計(jì)一個(gè)精度為 0.1 公里，計(jì)費(fèi)范圍為 99。9 元的計(jì)費(fèi)器，則需有 6 個(gè)數(shù)碼管，前三個(gè)用來(lái)顯示路程，后三個(gè)用來(lái)顯示計(jì)價(jià)。起價(jià)(X 。X 元）可以通過(guò)計(jì)數(shù)器的置數(shù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)置。這里行車(chē)?yán)锍逃妹}沖信號(hào)代替，每來(lái)一個(gè)脈沖代表 0。1 公里路程 。出租車(chē)計(jì)費(fèi)器主要由路程計(jì)數(shù)電路、比較器電路、計(jì)費(fèi)電路、顯示電路和時(shí)鐘脈沖信號(hào)源等組成，其原理框圖如圖：圖一 出租車(chē)計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)原理框圖（五） 出租汽車(chē)?yán)锍逃?jì)價(jià)表核心器件介紹1、 74LS16074LS160是

4、中規(guī)模集成同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,具有異步清零和同步預(yù)置數(shù)的功能。使用74LS160通過(guò)置零法或置數(shù)法可以實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器.（1） 異步清零：當(dāng)RD1時(shí)，Q0Q1Q2Q30;（2） 同步預(yù)置:當(dāng)LD1時(shí)，在時(shí)鐘脈沖CP上升沿作用下，Q0D0,Q1D1，Q2D2，Q3D3。（3） 鎖存：當(dāng)使能端EP·ET=0時(shí)，計(jì)數(shù)器禁止計(jì)數(shù),為鎖存狀態(tài)。（4） 計(jì)數(shù)：當(dāng)使能端EPET1時(shí)，為計(jì)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(duì)兩個(gè)位數(shù)相同的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比較，并判定其大小關(guān)系的邏輯電路。3、 撥碼開(kāi)關(guān)用來(lái)操作控

5、制的地址開(kāi)關(guān)，采用的是0/1的二進(jìn)制編碼原理.每一個(gè)鍵對(duì)應(yīng)的背面上下各有兩個(gè)引腳,撥至ON一側(cè)，這下面兩個(gè)引腳接通；反正則斷開(kāi).這四個(gè)鍵是獨(dú)立的,相互沒(méi)有關(guān)聯(lián).此類(lèi)元件多用于二進(jìn)制編碼。 可以設(shè)接通為1;斷開(kāi)為0，則有： 0000、0001、0010、1110、1111一共是16種編碼。 圖五 撥碼開(kāi)關(guān)（六） 總原理圖圖六 出租車(chē)計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)總原理圖（七） 單元電路設(shè)計(jì)及原理分析1、 初始值設(shè)定計(jì)費(fèi)器的所有清0功能通過(guò)開(kāi)關(guān) S4 完成.初始值設(shè)定部分包括里程置數(shù)和起價(jià)置數(shù)兩部分。里程置數(shù)由開(kāi)關(guān) S5 和 S6完成；起價(jià)置數(shù)部分由比較器 U9 和反相器 U10A 產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)，由開(kāi)關(guān) S10和 U

6、11（74LS160N)進(jìn)位輸出接入異或門(mén) U17A 產(chǎn)生置數(shù)脈沖,從而使U12（74LS160N)獲得起價(jià)并通過(guò)數(shù)碼管顯示。2、 汽車(chē)行駛路程計(jì)數(shù)主要由計(jì)數(shù)器74LS160N和數(shù)碼管組成.用74LS160N芯片（U4U6）的級(jí)聯(lián)進(jìn)行路程累加。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，這里汽車(chē)行駛路程用脈沖信號(hào)表示,每個(gè)脈沖表示0。1公里路，通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)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(yù)置 1。5km輸入端組成。當(dāng)行程小于1.5km時(shí),U9 的 5 腳 OAGTB()輸出為 0 ，從而使計(jì)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(jì)費(fèi)器一直顯示起步價(jià)。當(dāng)行程大于1。5km時(shí)，U9 的 5腳 OAGTB（)輸出為 1 ,從而使計(jì)數(shù)器 U11 、U13 處于可計(jì)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(méi)有置數(shù)信號(hào)也處于可計(jì)數(shù)狀態(tài).4、 計(jì)費(fèi)電路主要由三片 74LS160N （U11U13）級(jí)聯(lián)與數(shù)碼管組成。當(dāng)路程小于 1。5 公里時(shí)顯示器起步價(jià)。當(dāng)里程大于 1.5 公里時(shí)，在起步價(jià)基礎(chǔ)上，按每超過(guò)0。1公里路增加0。2元費(fèi)用計(jì)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(dāng)行程小于等于1。5公里

8、時(shí),U9 的7 腳輸出 1，通過(guò)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(hào) 0 ,使 U12 處于置數(shù)狀態(tài),在時(shí)鐘脈沖下降沿作用下,將并行數(shù)據(jù)輸入端的 0011（十進(jìn)制數(shù) 3）送到計(jì)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(jì)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(jì)費(fèi)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(dāng)行程大于 1.5 公里時(shí),比較器7485N 得到比較結(jié)果 A B, U9 的 7 端輸出為 0,通過(guò)反相器使得 U12 的 9 腳為1，置數(shù)無(wú)效,U12 處于可計(jì)數(shù)狀態(tài)，其計(jì)數(shù)工作過(guò)程為：U11 輸出 1001 前進(jìn)位輸出為 0 加在異或門(mén)輸入端，而開(kāi)關(guān) S10 加在異或門(mén)輸入端的邏輯值為1，這樣異或門(mén)輸出 1；當(dāng) U11 為 1001時(shí)進(jìn)位輸出為 1 ，由于異或門(mén)輸入均為 1，因而輸出為 0，這樣使得 U12 的時(shí)鐘脈沖端 2 腳正好得到一個(gè)下降沿而計(jì)數(shù)。另外，U 9 的 5 腳輸出 1 ，此時(shí)與 5 腳相連的 U11、U13 的使能端ENP = ENT = 1，使 U11、U13 處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。其仿真結(jié)果如圖：圖八 行程大于1。5