出租車自動計費器課程設(shè)計

1、<p>　　出租車自動計費器課程設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要介紹了出租車計費器系統(tǒng)的組成及工作原理，簡述了在EWB平臺上用74LS160, 555數(shù)字計數(shù)器,譯碼電路構(gòu)成該數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計思想和實現(xiàn)過程。論述了計程模塊、計費模塊、譯碼動態(tài)掃描模塊等的設(shè)計方法與技巧。 </p><p>　

2、　關(guān)鍵詞：計數(shù)器；出租車計費器； 數(shù)字系統(tǒng) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1前言………………………………………………………………………………… 3</p><p>　　1.1設(shè)計目的……………

3、………………………………………………………… 3</p><p>　　2出租車計費系統(tǒng)的設(shè)計…………………………………………………………… 4</p><p>　　2.1設(shè)計內(nèi)容……………………………………………………………………… 4</p><p>　　2.2基本設(shè)計原理………………………………………………………………… 4 3

4、設(shè)計的模塊和總體框圖…………………………………………………………… 6</p><p>　　3.1設(shè)計模塊……………………………………………………………………… 6</p><p>　　3.2總體框圖……………………………………………………………………… 6</p><p>　　4出租車各部分電路的設(shè)計及其原理 …………………………………………… 7 </p&

5、gt;<p>　　4.1計數(shù)器電路設(shè)計……………………………………………………………7</p><p>　　4.2譯碼顯示電路設(shè)計…………………………………………………… 9</p><p>　　4.3等車時間顯示電路設(shè)計………………………………………………………11</p><p>　　5課程設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………………

6、……12</p><p>　　6附錄…………………………………………………………………………………13</p><p>　　6.1 所用元件…………………………………………………………………… 13 </p><p>　　6.2 總電路圖…………………………………………………………………… 14</p><p>

7、<b>　　1 前言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計目的 隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，對出租車計費器的要求也越來越高，用戶不僅要求計費器性能穩(wěn)定，計費準確，有防作弊功能；同時還要求其具有車票資料打印、IC卡付費、語音報話、和電腦串行通信等功能，而這些與電子技術(shù)的發(fā)展是分不開的。二十世紀后半期，隨著集成電路和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展，其實現(xiàn)方法經(jīng)歷了由分

8、立元件、SSI、MSI到LSI、VLSI以及UVLSI的過程。同時為了提高系統(tǒng)的可靠性與通用性，微處理器和專業(yè)集成電路（ASIC）逐漸取代了通用全硬件LSI電路，而ASIC以其體積小、重量輕、功耗低、速度快、成本低、保密性好而脫穎而出。目前，業(yè)界大量可編程邏輯器件（PLD），尤其是現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPLD）被大量地應(yīng)用在ASIC的制作當(dāng)中。在可編程集成電路的開發(fā)過程中，以計算機為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)最

9、新成果的電子設(shè)計自動化（EDA）技術(shù)主要能輔助進行三方面的設(shè)計工作：IC設(shè)計,電子電路設(shè)計以及PCB設(shè)計</p><p>　　本課題旨在設(shè)計制作一種自動計費器，包括行車里程計費、等車時間的計價和起步價三部分，用三位數(shù)碼管顯示，最大金額為99.9元。</p><p>　　行車單價、等車單價、起步價可分別由撥碼開關(guān)或撥碼盤預(yù)置。  </p><p>

10、　　隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，計費器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計費器的市場是十分有潛力的。</p><p>　　2 出租車計費系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　2.1 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　本次課程設(shè)計的內(nèi)容是獨立完成一個出租車自動計費器的設(shè)計，采用EWB電路仿真設(shè)計軟件完成出

11、租車自動計費器電路的設(shè)計及仿真調(diào)試，在微機上仿真實現(xiàn)出租車自動計費器的設(shè)計。</p><p>　　課程設(shè)計具體內(nèi)容如下：汽車在行駛時，里程傳感器將里程數(shù)轉(zhuǎn)換成與之成正比的脈沖個數(shù)，然后由計數(shù)譯碼電路變成收費金額。里程傳感器由磁鐵和干簧管組成，磁鐵置于變速器渦輪上，每行駛100米，磁鐵與干簧管重合一次，即輸出一個脈沖信號，則10個脈沖/公里（設(shè)為P3）。里程單價（設(shè)2.1元/公里）可由兩位（B2=2、B1=1）BC

12、D撥碼開關(guān)設(shè)置，經(jīng)比例乘法器（如J 690）后將里程計費變換成脈沖數(shù)P1=P3(1B2+0.1B1)。由于P3=10，則P1為21個脈沖，即脈沖當(dāng)量為0.1元/脈沖。同理，等車計費也可以轉(zhuǎn)換成脈沖當(dāng)量，這需要由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生10個脈沖/10分鐘（設(shè)為P4），如果等車單價為0.6元/10分鐘（置B4=0、B3=6），經(jīng)比例乘法器后將等車計費變換成脈沖數(shù)P2=P4(0B4+0.1B3)。由于P4=10，則P2為6個脈沖，即得到相同的脈沖當(dāng)量

13、為0.1元/脈沖。同理，起步價（設(shè)5元）也可以轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)（P0=個脈沖)或者將P0作為計數(shù)器的預(yù)置信號（框圖所示）。最后行車費用轉(zhuǎn)換成脈沖總數(shù)P=P0+P1+P2，其結(jié)果用譯碼顯示器顯示。</p><p>　　2.2 設(shè)計的基本原理</p><p>　　自動計費器包括里程計費電路、等候時間計費電路、起步價三部分，用三位數(shù)碼管顯示，最大金額99.9元。</p><p&g

14、t;　　里程計費電路工作原理：干簧繼電器產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)由74LS00組成的施密特發(fā)生器整形得到CP0,CP0送入74LS160計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)記滿10個脈沖時，一方由于與非門產(chǎn)生清零脈沖，加到Rd端使計數(shù)器清零，另一方面將基本R-S觸發(fā)器的Q置為1，此時ET=EP=1，使兩片74LS160組成的21進制計數(shù)器（即里程單價計數(shù)器）開始對標準脈沖計數(shù)，（標準脈沖CP1由時鐘電路提供）計滿21個脈沖后，Rd端得到的清零脈沖而使計數(shù)器清零，R-

15、S觸發(fā)器的Q1輸出為零，計數(shù)器停止計數(shù)，由于Q1=1，則P2=CP1使P2端輸出21個脈沖信號，代表每公里行車的里程計費，即每個脈沖計費是0.1元，稱為脈沖當(dāng)量，P2輸出的脈沖當(dāng)量送到總費計數(shù)器進行計數(shù)累加。</p><p>　　等候時間計費電路工作原理：等候時間計費電路由等候時間計費器和十分鐘單價計數(shù)器組成，由三片74LS160構(gòu)成600進制等候時間計數(shù)器，對秒脈沖CP2（來至?xí)r鐘電路）做計數(shù)，當(dāng)計滿一個循環(huán)時

16、，也就是等候時間滿十分鐘，一方面對600進制計數(shù)清零，另一方面將基本R-S觸發(fā)器Q2置1，啟動由74LS160構(gòu)成的十分鐘單價計數(shù)器工作，它是一個6進制計數(shù)器，計數(shù)期間同時將脈沖從P1輸出，在計數(shù)器計滿十分鐘等候單價時R-S觸發(fā)器復(fù)位為0，停止計數(shù)。等候時間起始信號由手動開關(guān)給定。</p><p><b>　　圖1 計算原理框圖</b></p><p>　　3 設(shè)計

17、的模塊和總體框圖</p><p><b>　　3.1設(shè)計模塊</b></p><p><b>　　（1）計費模塊</b></p><p>　　根據(jù)出租車計費原理，將出租車計費部分由3個計數(shù)器來完成分別為①計數(shù)器A完成車費十位。②計數(shù)器B完成車費個位。③計數(shù)器C完成車費角。</p><p>　　（2）

18、車費的顯示模塊</p><p>　　由動態(tài)掃描電路來完成。用專用模塊來實現(xiàn)，完成數(shù)據(jù)的輸入即動態(tài)數(shù)據(jù)的顯示。 </p><p><b>　　3.2總體結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p><b>　　圖2 總體結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p>　　4 出租車各部分電路的設(shè)計及其工作原理</p

19、><p>　　4.1計數(shù)器電路設(shè)計</p><p>　　計數(shù)器的作用： 就是將555產(chǎn)生的信號來記錄汽車的路程?？梢詫⒏呶黄模眩?BCD碼的權(quán)2)和ＱＣ(BCD碼的權(quán)4)的輸出狀態(tài)送到一與門，與門出來的信號再送給高位片的清零端作為復(fù)位信號，其原理圖如圖所示</p><p>　　圖3 計數(shù)器電路設(shè)計</p><p>　　555集成定時器功能表&l

20、t;/p><p>　　表1 555集成定時器功能表</p><p><b>　　圖4 555引腳圖</b></p><p>　　RS觸發(fā)器的基本功能，其特征表如表所示</p><p><b>　　表2 RS特征表</b></p><p>　　圖5 RS觸發(fā)器原理圖</p&g

21、t;<p>　　4.2譯碼顯示電路設(shè)計</p><p>　　譯碼和顯示電路的作用是：將數(shù)字鐘的計時狀態(tài)直觀清晰地反映出來，被人的視覺所接受。本設(shè)計的顯示器件現(xiàn)用三個ＬＥＤ數(shù)碼管。</p><p>　　其電路如下圖所示圖6譯碼顯示電路</p><p>　　74LS160引腳如下所示</p><p>　　圖7 74LS160引腳圖

22、 74LS160為可預(yù)置的十進制計數(shù)器，可直接清零。異步清零端/MR1 為低電平時，不管時鐘端CP信號狀態(tài)如何，都可以完成清零功能。74LS160的預(yù)置是同步的。當(dāng)置入控制器/PE為低電平時，在CP上升沿作用下，輸出端Q0-Q3與數(shù)據(jù)輸入端P0-P3一致。對于54/74160，當(dāng)CP由低至高跳變或跳變前，如果計數(shù)器控制端CEP、CET為高電平，則/PE應(yīng)避免由低至高電平的跳變，而54/74LS160無此種限制。74LS160的

23、計數(shù)是同步的，靠CP同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。 當(dāng)CEP、CET均為高電平時，在CP上升沿作用下Q0-Q3同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。對于54/74LS160的CEP、CET跳變與CP無關(guān)。 74LS160有超前進位功能。當(dāng)計數(shù)溢出時，進位輸出端（TC）輸出一個高電平脈沖，其寬度為Q0的高電平部分。在不外加門電路的情況下，可級聯(lián)成N位同步計數(shù)器。對于54/74LS160，在CP出現(xiàn)前，即使CEP、CET

24、、/MR發(fā)生變化，電路的功能也不受影響。</p><p><b>　　引出端符號：</b></p><p>　　TC 進位輸出端；CEP 計數(shù)控制端 Q0-Q3 輸出端；CET 計數(shù)控制端；</p><p>　　CP 時鐘輸入端（上升沿有效）；/MR 異步清除輸入端（低電平有效）；</p><p>　　/P

25、E 同步并行輸入置數(shù)端（低電平有效）</p><p>　　74LS160內(nèi)部電路圖如下所示</p><p>　　圖8 74LS160內(nèi)部電路圖</p><p>　　4.3等車時間顯示電路設(shè)計</p><p>　　由555，74LS290,Jk觸發(fā)器構(gòu)成，完成每分鐘的等候時間的收費。再通過74LS160經(jīng)譯碼顯示。</p>&l

26、t;p><b>　　其原理圖如下圖所示</b></p><p>　　圖9 等車時間顯示電路</p><p><b>　　5 課程設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　這兩周的實習(xí)讓我對我們數(shù)電有了更多的認識。當(dāng)然包括在這兩周中我們這組做的出租車計費器，不僅對它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了認識，更對其內(nèi)部芯片等的作用有了更多的了解

27、。我們沒有學(xué)習(xí)單片機，我們知道單片機做這個會更容易，雖然費了很大的勁才辦成了這一件小事，但是我們還是很享受我們成功后的喜悅。我很感謝我們的老師，是他們在我們最迷惑、最低落的時候教導(dǎo)了我們，幫我們拓開了思路，讓我們最終走向了實驗的成功。</p><p>　　在這次實習(xí)過程中，我們遇到了很多問題，而在所有問題中最主要問題是整個電路中頻率的不同。我們最初的辦法是將整個模塊分塊做出來，當(dāng)每個模塊都運行正確的時候再將他們整

28、合在一起。雖然有很多次的努力，可是我們沒有成功。后來在老師的指導(dǎo)下，我們認識到了我們電路中最大的問題是頻率，當(dāng)我們按老師所說改變頻率時，終于才出現(xiàn)了我們所要的結(jié)果。</p><p>　　為期兩周的實習(xí)告一段落了，在這期間我們學(xué)到了很多。不僅僅是關(guān)于電子電路的知識，更多的是讓我們學(xué)到了面對人生的知識。當(dāng)我們由尋找電路圖的迷茫，到找到有關(guān)參考書籍困惑，再到畫圖設(shè)計過程中的煩憂，最后到解決后的舒心，我們學(xué)會了一種面對困

29、難不屈不撓的精神，我們發(fā)現(xiàn)，只要你真正的靜下心來鉆研，其實一切很簡單，只不過因為當(dāng)時我們的害怕心理，還有我們的浮躁，讓我們亂了陣腳。所以不管我們以后是做什么事情，最最重要的是要靜下心，然后努力，這樣之后，我堅信，成功就在不遠方。</p><p><b>　　6 附錄</b></p><p><b>　　6.1所用元件</b></p>