數(shù)電課程設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)器

....../摘要.汽車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則,它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志,是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來說都是很必要的。因此,汽車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有應(yīng)用價(jià)值的。我國在70年代開始出現(xiàn)出租車,但那時(shí)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)大都是國外進(jìn)口不但不夠準(zhǔn)確,價(jià)格還十分昂貴。隨著改革開放日益深入,出租車行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭已十分突出,國內(nèi)各機(jī)械廠家紛紛推出國產(chǎn)計(jì)價(jià)器。出租車計(jì)價(jià)器的功能從剛開始的只顯示路程〔需要司機(jī)自己定價(jià),計(jì)算后四舍五入,到能夠自主計(jì)費(fèi),以及現(xiàn)在的能夠打一發(fā)票和語音提示、按時(shí)間自主變動(dòng)單價(jià)等功能。隨著城市旅游業(yè)的發(fā)展,出租車行業(yè)已成為城市的窗口,象征著一個(gè)城市的文明程度。隨著出租車行業(yè)的發(fā)展,出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分,從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少司機(jī)與乘客的糾紛出發(fā),具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)出租車司機(jī)和乘客來說都是很必要的。我們?cè)O(shè)計(jì)主要采用計(jì)數(shù)電路,鎖存電路和三態(tài)門控制電路來實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)器的功能。關(guān)鍵詞計(jì)價(jià)器,鎖存器,三態(tài)門,開關(guān)目錄摘要.11設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求11.1題目：出租車計(jì)價(jià)器控制電路11.2設(shè)計(jì)要求1設(shè)計(jì)目的1基本要求12緒論22.1項(xiàng)目研究的背景及意義22.2出租車計(jì)價(jià)器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)23研究的內(nèi)容及可行性分析43.1研究的內(nèi)容43.2設(shè)計(jì)思路44電路設(shè)計(jì)64.1里程計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)64.2CP10min脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)74.3里程判別電路設(shè)計(jì)84.4三態(tài)門控制電路設(shè)計(jì)94.5計(jì)價(jià)電路設(shè)計(jì)及顯示104.6鎖存電路設(shè)計(jì)115總的電路設(shè)計(jì)12元器件清單13心得體會(huì)14參考文獻(xiàn)15致謝16附錄一17附錄二181設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求1.1題目：出租車計(jì)價(jià)器控制電路1.2設(shè)計(jì)要求要求設(shè)計(jì)一個(gè)出租車計(jì)價(jià)器控制電路,能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)費(fèi)、等候、預(yù)置數(shù)據(jù)、顯示等功能。用Proteus軟件仿真,安裝電路并測(cè)試其邏輯功能。1.2.1設(shè)計(jì)目的熟練使用proteus軟件仿真,具備數(shù)字電子技術(shù)制作初步能力,通過完成本課題的硬件設(shè)計(jì),使同學(xué)們了解數(shù)字電路整個(gè)開發(fā)流程。1.2.2基本要求<1>能預(yù)置起步價(jià)和單價(jià),如設(shè)置起步里程為5Km,起步價(jià)為13元,當(dāng)里程大于5Km時(shí),每公里按1元計(jì)費(fèi),能用數(shù)據(jù)開關(guān)設(shè)置每公里單價(jià)1元。<2>等候時(shí)間計(jì)費(fèi),如每10min增收1Km的費(fèi)用。<3>總費(fèi)用、單價(jià)均用2為數(shù)字顯示,單位為元,最大顯示99元。<4>里程顯示,顯示為3位數(shù),單位為Km,最大顯示999Km。<5>實(shí)現(xiàn)按里程計(jì)費(fèi),總費(fèi)用=起步價(jià)+〔總里程-5Km×里程單價(jià)。<6>清零功能,按復(fù)位鍵,里程顯示、總費(fèi)用顯示裝置清零。<7>按下計(jì)價(jià)鍵后,汽車運(yùn)行計(jì)費(fèi),候時(shí)關(guān)斷,候時(shí)計(jì)數(shù)時(shí),運(yùn)行計(jì)費(fèi)關(guān)斷。<8>寫出設(shè)計(jì)步驟,畫出設(shè)計(jì)的邏輯電路圖；<9>對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真、修改,使仿真結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。<10>安裝并測(cè)試電路的邏輯功能。2緒論2.1項(xiàng)目研究的背景及意義出租車行業(yè)在我國是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè),隨著出租車行業(yè)的發(fā)展,出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分。近年來,我國出租車行業(yè)迅猛發(fā)展,出租車已經(jīng)成為我國城市公共交通的重要組成部分和現(xiàn)代化城市必備的基礎(chǔ)設(shè)施,成為人們工作、生活中不可缺少的交通工具。出租車服務(wù)行業(yè)和出租車計(jì)價(jià)器緊密相關(guān),因?yàn)槌鲎廛嚤仨毎惭b出租車計(jì)價(jià)器才能投入營運(yùn)。出租車計(jì)價(jià)器是一種能根據(jù)乘客乘坐出租車行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行計(jì)價(jià),并直接顯示車費(fèi)值的計(jì)量器具。計(jì)價(jià)器是出租車的經(jīng)營者和乘坐出租車的消費(fèi)者之間用于公平貿(mào)易結(jié)算的工具,因而計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)準(zhǔn)確與否,直接關(guān)系到經(jīng)營者和消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益。依據(jù)國家有關(guān)法律、法規(guī),出租車計(jì)價(jià)器是列入國家首批強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具之一,也是近年來國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)化管理的六類重點(diǎn)計(jì)量器具之一。出租車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則,它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志,出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來說都是很必要的。因此,出租車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有應(yīng)用價(jià)值的。2.2出租車計(jì)價(jià)器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)近年來國內(nèi)普遍使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能。目前全世界的計(jì)價(jià)器中有90%為XX所生產(chǎn)?，F(xiàn)今我國生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百家,主要是集中在北京,上海,XX和XX等地。目前全世界的計(jì)價(jià)器中有90%為XX所生產(chǎn)?，F(xiàn)今我國生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百家,主要是集中在XX,北京,上海和XX等地。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。它采用了手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可以完成計(jì)價(jià)的工作。規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計(jì)價(jià)器,也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善。當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后,現(xiàn)代出租車計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了,它可以完成計(jì)程,計(jì)價(jià),顯示等基本工作。單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。出租車計(jì)價(jià)器在最初使用時(shí)具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計(jì)價(jià),要求精度高,可靠性好。國內(nèi)外出租車計(jì)價(jià)器的發(fā)展趨勢(shì)大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了新一代計(jì)價(jià)器,也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善.當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計(jì)價(jià)器后,現(xiàn)代出租車計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了,它可以完成計(jì)程,計(jì)價(jià),顯示等基本工作。單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計(jì)價(jià)器的發(fā)展。隨著單片機(jī)性能不斷提高而價(jià)格卻不斷下降,單片機(jī)控制得到更廣泛的應(yīng)用,外圍芯片的不斷發(fā)展,使得計(jì)價(jià)器的功能更加強(qiáng)大,性能更加穩(wěn)定。3研究的內(nèi)容及可行性分析3.1研究的內(nèi)容當(dāng)出租車開動(dòng)時(shí),隨著行駛里程的增加,計(jì)價(jià)器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大,而計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示起步價(jià)〔如13元。當(dāng)行駛到某一值時(shí)〔如5km計(jì)費(fèi)開始從起步價(jià)開始按照里程單價(jià)增加。當(dāng)出租車到達(dá)某地需要等候時(shí),司機(jī)只要按一下"計(jì)時(shí)"鍵,每等候一定時(shí)間,計(jì)費(fèi)就增加一個(gè)額外的等候費(fèi)用。出租車?yán)^續(xù)行駛時(shí),停止計(jì)算等候費(fèi),繼續(xù)增加里程計(jì)費(fèi)。到達(dá)目的地,便可按顯示的數(shù)字收費(fèi)。3.2設(shè)計(jì)思路當(dāng)出租車行駛時(shí),設(shè)每走1km,產(chǎn)生一個(gè)脈沖CP1km,作為里程計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘。當(dāng)出租車等候時(shí),設(shè)每等候10分鐘增收1km的費(fèi)用,此時(shí)產(chǎn)生脈沖CP10min,作為里程計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘。里程判別電路產(chǎn)生兩個(gè)反相的控制信號(hào)作為使能信號(hào),使三態(tài)門控制電路1和2輪流工作：當(dāng)計(jì)價(jià)器啟動(dòng)時(shí),里程判別電路產(chǎn)生的一控制信號(hào)使三態(tài)門控制電路1工作,起步價(jià)預(yù)置數(shù)據(jù)通過三態(tài)門控制電路1輸出,啟動(dòng)脈沖將鎖存器打開,使譯碼顯示電路顯示起步價(jià)；當(dāng)里程計(jì)數(shù)超過起步里程5km時(shí),里程判別電路產(chǎn)生的另一控制信號(hào)使三態(tài)門控制電路2工作,計(jì)價(jià)電路進(jìn)行費(fèi)用的計(jì)算后通過三態(tài)門控制電路2輸出,經(jīng)鎖存器及譯碼顯示電路顯示總費(fèi)用?？傮w思路如圖3.1所示。圖3.1出租車計(jì)價(jià)器控制電路框圖4電路設(shè)計(jì)4.1里程計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)設(shè)出租車每走10m產(chǎn)生一個(gè)脈沖,到1km時(shí),產(chǎn)生100個(gè)脈沖。所以對(duì)里程計(jì)數(shù),首先要設(shè)計(jì)一個(gè)模100加計(jì)數(shù)器產(chǎn)生CP1km脈沖。這里可以利用2片集成計(jì)數(shù)器74LS160級(jí)聯(lián)構(gòu)成100進(jìn)制加計(jì)數(shù)器,如圖4-1CP10m是出租車運(yùn)行10m產(chǎn)生的脈沖,作為74LS160-1的時(shí)鐘,當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿1km時(shí)〔100×10m,74LS160-2的RCO輸出端信號(hào)即為脈沖CP1km,作為里程計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖。里程的計(jì)數(shù)則用3片74LS160級(jí)聯(lián)構(gòu)成1000進(jìn)制加計(jì)數(shù)器即可,最大計(jì)數(shù)范圍為999如圖4.1所示。仿真圖如圖4.2所示圖4.1一千米計(jì)數(shù)電路圖4.2里程計(jì)數(shù)顯示4.2CP10min脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)如圖4.2所示,當(dāng)出租車在等候時(shí),司機(jī)按一下"等候鍵",使觸發(fā)器的4腳接地,則Q端輸出高電平,555振蕩器工作,輸出1Hz的脈沖到等候計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)滿10min時(shí),輸出一個(gè)CP10min脈沖,經(jīng)或門送給里程計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。即等候10min,相當(dāng)于行程1km。若等候5min時(shí),出租車恢復(fù)行駛,這時(shí),將觸發(fā)器的4腳接高電平,出租車行駛輸出的CP10m脈沖使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)〔Q=0,555振蕩器停止工作,等候計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。仿真圖如下圖4.3所示圖4.3CP10min脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)4.3里程判別電路設(shè)計(jì)里程判別電路如圖4-3所示,當(dāng)實(shí)際里程數(shù)達(dá)到所設(shè)置的起步里程數(shù)時(shí),使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),未到起步里程數(shù)時(shí)Q＝0,達(dá)到起步里程數(shù)時(shí)Q＝1。仿真圖如下圖4.4所示。圖4.4里程判別電路4.4三態(tài)門控制電路設(shè)計(jì)由四片三態(tài)四緩沖器/線驅(qū)動(dòng)器74LS244構(gòu)成如圖4.4所示,三態(tài)門控制電路1、2和3、4輪流工作,將得到的指令輸出給74LS273鎖存器,同時(shí)1、2芯片預(yù)置起步價(jià)13元。仿真圖如下圖4.5所示。圖4.5三態(tài)門控制電路設(shè)計(jì)4.5計(jì)價(jià)電路設(shè)計(jì)及顯示設(shè)計(jì)單價(jià)按最小單位元計(jì),最高價(jià)為999元。所用元件原理說明：〔174LS244起緩存作用,可將起步價(jià)預(yù)置直接顯示到計(jì)價(jià)器又能將此信息存儲(chǔ)起來。〔274LS273為八D觸發(fā)器：當(dāng)R端為"1"時(shí)正常工作,當(dāng)脈沖信號(hào)輸入〔行程超過1km,或等待時(shí)間超過600s時(shí),芯片工作將D處信號(hào)輸入,通過觸發(fā)器作用Q的n+1次方為D,將信號(hào)從Q端輸入。〔3與門：在計(jì)價(jià)器中十位的七段數(shù)碼管中引出的與門實(shí)現(xiàn)當(dāng)位到達(dá)九時(shí)再從BCD碼加法器中再輸入一個(gè)信號(hào)時(shí)即到達(dá)1010時(shí)從與門輸出信號(hào)"1"?！?2位BCD碼加法計(jì)數(shù)器：從八D觸發(fā)器輸出的信號(hào)引入BCD碼加法器的A端,從里程單價(jià)預(yù)制的信息輸入B端通過BCD碼加法器作用將兩者的BCD碼相加,從S端輸出,并將其引入計(jì)價(jià)器上與原來的數(shù)字相加而顯示總價(jià)。C1端為接受低位相高位的進(jìn)位端。計(jì)費(fèi)顯示如圖4.6所示。圖4.6計(jì)費(fèi)顯示4.6鎖存電路設(shè)計(jì)鎖存電路選用8D鎖存器74LS273,當(dāng)時(shí)鐘脈沖CP1km、CP10min或啟動(dòng)脈沖的正跳變來到時(shí),鎖存器被打開,其輸出等于輸入。從而將三態(tài)門控制電路的輸出值送到鎖存器的輸出端。電路如圖4.7所示。圖4.7鎖存電路設(shè)計(jì)5總的電路設(shè)計(jì)圖5.1總的電路元器件清單元件名個(gè)數(shù)74LS160874LS74274LS00674LS04374LS32274HC4511774LS283474LS10274LS273174LS2444555定時(shí)器1電阻若干電容若干表1心得體會(huì)"數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)"是電子技術(shù)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是對(duì)我學(xué)習(xí)電子技術(shù)的綜合性訓(xùn)練。以前根本就沒有這樣的課,所以我非常珍惜這次做課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì).我做的是出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì),然而,要完成一個(gè)課題的設(shè)計(jì)要涉及到許多方面的知識(shí)。通過上網(wǎng)查詢和查閱相關(guān)書籍資料,讓我知道了大量關(guān)于出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)的知識(shí),同時(shí)又重新將從前學(xué)過的知識(shí)復(fù)習(xí)了一遍,做到對(duì)各個(gè)集成塊的引腳功能和工作原理都很清晰。從而讓我更深一步掌握了時(shí)序邏輯電路的功能,學(xué)會(huì)了做課程設(shè)計(jì)的一般步驟。首先我制定出自己的設(shè)計(jì)方案,其次詳細(xì)設(shè)計(jì)每一部分的電路,最后再根據(jù)原理方框圖連接電路。這不僅培養(yǎng)了我獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力,同時(shí)也為以后的電路設(shè)計(jì)打好了基礎(chǔ)。在這次的設(shè)計(jì)中,讓我認(rèn)識(shí)到自己在學(xué)習(xí)理論知識(shí)中的不足。特別是555定時(shí)器那塊知識(shí),我學(xué)的不太好,老師教我們的數(shù)字電路,他講的很