1、課程設計任務書題 目出租車計費器設計系（部）信息工程系專 業電子信息工程班級學生姓名學號6,月3_日至上月8,日 共。周指導教師（簽字）系主任（簽字）2011年6月10日出租車計費器設計摘要在當今電子與信息技術發展的科技時代，我們不難發現電子信息技術的應用越來越廣泛。 從電子管到晶體管， 從小規模集成電路到龐大的系統集成， 在我國欣欣向榮的航空航天事業無一不和電子信息技術息息相關。 在人類的生產生活領域中更脫離不開電子信息技術。為了能夠更好的掌握這門技術使它能夠為人類造福，我們不但要利用好前輩的科技成果而且還要善于總結， 不斷的開拓創新。 為了能更好的利用已開發成果，人們把那些典型的、通用的復

2、雜電路，甚至小系統集成在專用芯片中，為設計更新更復雜的系統奠定了堅實的基礎。AbstractIn today s electronic and information technology development in the technological age,we can easily find the application of electronic information technology more widely.From the tubes thansistors,from small to large scale integrated circuit system integ

3、ration,in China s booming aviation and aerospace industries without exception and electronic information technology are closely related.In the field of human life,even more off the production of electronic information technology can not be separated.In order to better master this technology to enabl

4、e it to benefit humanity,we should not only make good use of the older generation of scientific and technological achievements but also good at summing up constant innovation.In order to better use of the results has been developed,one of those typical,generic complex circuits,even a small system in

5、tegrated in dedicated chip,for the design of newer and more complex the system laid a solid foundation.3目錄1 設計任務 31.1 設計內容和要求 31.2 元件參數、性能指標分析 31.2.1 74LS162計數器的簡介 31.2.2 74LS85 比較器的簡介 41.2.3 74LS283加法器的簡介 51.2.4 所使用軟件工具 52 系統設計 62.1 系統工作原理 62.2 設計所需期間歸納 62.3 電路設計 72.3.1 路程的計數及顯示 72.3.2 路程與單價的計數 82.

6、3.3 加法器的預置 92.3.4 等候時間計費 92.4 電路仿真測試 103 總結 113.1 結論 113.2 優點與不足 113.3 心得與體會 11參考文獻 12設計任務1.1 設計內容和要求( 1)自動計費器具有行車里程計費、等候時間計費和起步費三部分，三項計費統一用 4 位數碼管顯示，最大金額為 99.99元。(2)行車里程單價設為1.80元/km,等候時間計費設為1.5元/10分鐘，起步費設為 8.00元。要求行車時，計費值每公里刷新一次；等候時每10分鐘刷新一次；行車不到 1km 或等候不足 10 分鐘則忽略計費。(3) 在啟動和停車時給出聲音提示。對設計中所用的電子元器件完

7、成選型， 進行原理圖設計， 對性能指標進行計算分析。使用相應軟件例如 Multisim 或 PROTELL ，繪制相應的電路原理圖，并進一步繪仿真電路圖。1.2 元件參數、性能指標分析1.2.1 74LS162 加法器的簡介162的清除端是同步的。當清除端/SR為低電平時，在時鐘端CP上升沿作用下, 才可完成清除功能。162的預置是同步的。當置入控制器/PE為低電平時，在CP上 升沿作用下， 輸出端Q0 Q3與數據輸入端 P0 P3 一致。對于54/74162 ,當CP由低至高 跳變或跳變前，如果計數控制端CEP、CET為高電平，則/PE應避免由低至高電平 的跳變，而54/74LS162 無

8、此 種限制。162的計數是同步的，靠CP同時加在四個觸發器上而實現的。當CEP CET勻為高電平時，在CP上升沿作用下8 Q3同時變化， 從而 消除了異步計數器中出現的計數尖峰。 對于54/74162,只有當CP為高 電平時,CEBETt允許由高至低電平的跳變，而54/74LS162的CER CET 跳變與CP無關。162有 超前進位功能。當計數溢出時， 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，可級聯成 N位同步計數器。出租車計費器設計1.2.2 74LS85比較器的簡介74LS85比較器是一個4位數值比較器，它是由高位開始比較，逐位進

9、行。若最高位已比較出大小，則以后各位大小都對比較結果沒有影響； 如果最高位相 等，則比較次高位；同理，次高位已比較出大小，則以后各位大小對結果沒有影 響。如果4位比較都相等，則再看級聯信號輸入。級聯輸入信號是由低位比較器的輸出而來。管腳圖：DATA INPUTS功能表:嶄入輸出據鳥電為4與。琦%。XXXXXX的w網XXXXXX血鳴昆XXKXX&=%右瑪XXXXX聞產易耳式島XXXX氏產a&=虜XXXX#3二。DAl-siXXX&=鳥&=當/¥】品務XXX鳥鳴內產瑪#i=E小產我HLL啊=均乂0=穌LHL點3=鳥/=瑪%XXH與二瑪&二鳥據書4&

10、gt;=壇HHL鳥當乂產嗎工產藥金口.場LLL1.2.3 74LS283加法器的簡介74LS283加法器是4為超前進位加法器，能夠實現兩個數值信號的相加。74LS283加法器是4為超前進位加法器，能夠實現兩個數值信號的相加。在 本設計中，先使加法器 A端設為8, B端為計數器所輸出的數值信號。而在本設 計方案中，用上一級傳來的進位，用計數器輸出，與 6相加，這樣就可以使輸出 數是從8到9,后又可從0到9循環。0學與加544心）7ILS283必q必m8nIrn管腳說明：A1 -A4運算輸入端B1-B4運算輸入端CI進位輸入端S1S5和輸出端CO進位輸出端1.2.4所使用軟件工具本次設計主要使用了

11、 Multisim8進行電路的設計與仿真。Multisim 是加拿大圖像交互技術公司（ Interactive Image Technoligics 簡稱IIT公司）推出的以 Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬 / 數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述 語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。工程師們可以使用Multisim 交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了 SPICE仿真的復雜內容，這樣工程師無需懂得深入 的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更 適合電子學教育。通過 Multisim和虛擬儀

12、器技術，PCB設計工程師和電子 學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這 樣一個完整的綜合設計流程。如圖1所示。Multisim 的應用NI Multisim 軟件結合了直觀的捕捉和功能強大的仿真，能夠快速、輕 松、高效地對電路進行設計和驗證。憑借 NI Multisim ,您可以立即創建具 有完整組件庫的電路圖，并利用工業標準SPICE模擬器模仿電路行為。借助專業的高級 SPICE分析和虛擬儀器，您能在設計流程中提早對電路設計 進行的迅速驗證，從而縮短建模循環。與 NI LabVIEW 和SignalExpress 軟件的集成，完善了具有強大技術的設計流程，從而能夠比

13、較具有模擬數 據的實現建模測量。二系統設計2.1 系統工作原理設計原理：分別將行車里程、等候時間都按相同的比價轉換成脈沖信號，然后對這些脈沖進行計數，而起價可以通過預置送入計數器作為初值,行車里程計數電路每行車1km輸出一個脈沖信號，啟動行車單價計數器輸出與單價對應的脈 沖數，例如單價是1.80元/km,則設計一個一百八十進制計數器，每公里輸出 180個脈沖到總費計數器，即每個脈沖為0.01元。等候時間計數器將來自時鐘電路的秒脈沖作六百進制計數，得到10分鐘信號，用10分鐘信號控制一個一百向總費計數器輸入 150個脈沖。這上里程脈沖、等候時間脈沖即可得到行車里程計數器里程單價計數器等候時間計數

14、器1。分鐘單價計數器總費計數數據鎖存譯碼顯示五十進制計數器（等候10分鐘單價計數器） 樣，總費計數器根據起步價所置的初值， 加 總的用車費用。10*設計方案的系制主要電路圖用口圖施步價 2.2 設計所需的器件歸納表1所需的器件在舁 廳P器件型號數量1計數器74LS16262加法器74LS28313比較器74LS8514與非門74LS0015與門74LS0816非門74LS0417七段數碼顯示器DCD-HEX38時鐘電壓源22.3 電路設計2.3.1 路程的計數及顯示A c ?t-.K津案a m設函數發生器是車輪每米傳來的信號， 則即可用74LS162對其進行計數，上 圖僅為百米計數器。該計數器

15、的實現是用兩個74LS162即十進制計數器的級聯構成的，將低位計 數器芯片的RCO俞出端接高位脈沖輸入端即可。2.3.2 路程與單價的計數11 0 o-EM E W 號上am a.常行車里程單價設為1.80元/km,計費用的是4位數碼管顯示，最大金額為 99.99元，即最小精度為0.01元。以0.01元來計費，每消費0.01元，汽車大概 行駛1000/180米(約為5.5556米)。74LS162 ( U9)每反轉十次 RCO輸出一個 脈沖，表示擁有0.01元；每行駛1000/180米，U7輸出一個脈沖，表示已消費 0.01元，在上述兩個條件同時滿足的情況下，通過 74LS00和74LS04給

16、計費器 一個脈沖，使其加0.01元，即數碼管加一，實現里程計費。2.3.3 加法器的預置使加法器AA4端預置為8, BiB端為計數器所輸出的數值信號。而在本 設計方案中，用上一級傳來的進位，用計數器接受并輸出到加法器，使其與 6相力口,這樣就可以使輸出數不會突變，而是在 8的基礎上循環。2.3.4等候時間計費5A等候時間計費電路如上圖所示。由下方的三個74HC161構成600進制計數器對秒脈沖CP2做計數，當滿一個循環也就是等候時間滿10分鐘，一方面對600進制計數器清零，另一方面將基本 RS觸發器置為1,啟動上面的兩個芯片構成 的150進制計數器（10分鐘等候單價）開始計數，計數期間將脈沖同

17、時從P1輸出。在計數器滿十分鐘等候單價是將基本 RS觸發器復位為0,停止計數。從P1 輸出的脈沖數就是每等候10分鐘輸出150個脈沖，表示單價為1.50元，即脈沖 當量為0.01元。計數器將每10分鐘刷新一次。等候計時的起始信號由接在 74HC161的手動開關給定。2.4 電路仿真測試綜合電路的仿真測試系統整體電路運行及車費顯示仿真結果：經過路程計數的顯示與車費計費的顯示表明，該設計基本符合設計要求，實 現了計費器的計程功能與計費功能。出租車計費器設計三 總結3.1 結論1. 設計原理明了，設計步驟清晰，設計電路基本達到設計的要求；2. 這次的課程設計使我對所學的數電知識起到了加深和鞏固的作用

18、， 也使我有的了搭建和調試實驗電路的能力；3. 鍛煉了我主動學習的能力、 與他人合作的能力， 及從各種渠道獲得一定的資料共同加以學習研究，提高了個人的綜合動手能力。4. 使我對 Multisim8 有了更深入的了解。3.2 優點與不足優點：該計費器實現了預置參數自動計費、自動計程。不足：電路有點過于復雜，所用器件多，導致在總的電路圖中沒有能把路程顯示部分畫出來。3.3 心得與體會經過這次課程設計使我學會了很多，也成熟了許多。在這此設計之前， 其實我并沒有真正的接觸過電子類的課程設計。 剛到手的時候， 想著應該不難吧。 但等到動手畫電路圖的時候感覺不知從何入手， 感覺有點亂，有點慌。經過多處搜索和多方建議，終于把一個小電路畫出來了，可是一次模擬不出電路就覺得很失望。 但是在同學們和老師的鼓勵下， 我慢慢地調整了心態，慢慢的做。俗話說得好， “萬事開頭難” 。此次的課程設計， 讓我懂得了實踐的重要性， 即使課本知識掌握的很好， 如果不經常應用， 也只是一些支離破碎的知識， 與實際還是有一定的差距的， 而課本知識的運用而實際動手能力很差，理論與實踐結合不起來，學得再好也沒用。這次課程設計恰好是將課本知識的鞏固與綜合運用結合起來， 再加上實際動手能力的培養三者結合起來，讓我們做到真正的學以致用。這次