1、沮南呼昊學院電子技術課程設計報告目：基于Multisim 的出租車計價器設計學生學號：1314050317年 級：13級專 業：電氣工程及其白動化 指導教師:機械與電氣工程學院制2015年3月基于Multisum的出租車計價器課程設計學生：李少華指導教師：聶文艷機械與電氣工程學院 電氣工程及其自動化1.1 設計目的和意義1.1.1 目的1 .能構實現計程功能2 .實現計費功能，計費標準為：按行駛里程收費，起步費為6.0元，并在車行3公里后再按2.0元/公里，最高計費為99.9元，車停止不計費，能將車費顯示出來。1.1.2 意義在我們是生活中，乘坐出租車是再常見不過的了，因此人們對出租車計費問題

2、也是 非常的敏感的。隨著出租車行業的發展，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、I C卡付費、語音報話、和電腦串行通信等功能。因此出租車計費器在我們的生活中也 是很重要的。1.2 初始參數和要求1.2.1 74LS160計數器的簡介74LS160是一個具有異步清零、同步置數、可以保持狀態不變的十進制上升沿計數 器,共有54/74160和54/74LS160兩種線路結構型式。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，逐位進行。若最高位 已比較出大小，則以后各位大小

3、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。1.2.3 74LS283加法器的簡介74LS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。1.2.4 初始要求電路能夠實現初始設定，起步費為6.0元，并在車行3公里后再按2.0元/公里計算， 車停止不計費，能將路程及車費顯示出來。1.2.5 所用軟件工具本次設計主要使用了 MultisimIO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

4、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和虛擬儀器 技術，PC暇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。Mult

5、isim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SPIC弗析和虛擬儀器，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，從而能夠比較具有模擬數據的實現建模測量。2.1 系統工作原理本設計方案系統的總體工作原理如圖 1所示。按行駛里程U費，起步費為 6.0元， 并在車行3公里后再按2.0元/公里，最高計費為99.9元

6、，車停止不計費，將路程及車 費顯示出來。路程的計算來自于車輪給予的脈沖，車啟動后計費器開始工作。本設計方案為設定 每米車輪給路程計數器一個脈沖，并通過顯示器把路程顯示出來，同時把路程與預置的 3公里進行比較，當路程小于等于 3公里時，車費顯示為6元。當路程大于3公里且接 收到50米脈沖時，計費器加一毛錢。當加夠一塊錢時，計數器進位，與預置為6元的加法器相加。當加法器夠十元，進位，使十元的計數器工作，計數。本設計方案，顯示的最高車費為99.9元圖1工作原理圖本設計方案的系統主要電路圖如圖 2所示。兩個脈沖發生器均為由車輪傳來的并經過計數器計數的脈沖。且此圖只顯示車費D二7iLS08D 74LS0

7、4D圖2系統主要電路圖2.2 器件選擇2.2.1 74LS160計數器的功能產| 15_11 12 13 14 8+¥cc Oc QB QC QB QA GND74LS160CpCrLDPTDCBA1 O O-219T10 6S43圖3 74LS160芯片圖74LS160是一個具有異步清零、同步置數、可以保持狀態不變的十進制上升沿計數 器,共有54/74160和54/74LS160兩種線路結構型式。74LS160異步清零端/MR1為低電平時，不管時鐘端 CP信號狀態如何，都可以完 成清零功能。74LS160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

8、-Q3與數據輸入端P0-P3一致。對于54/74160,當CP由低至高跳變或跳變前， 如果計數器控制端CEP、CET為高電平，則/PE應避免由低至高電平的跳變，而54/74LS160無止匕種限制。74LS160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 數器中出現的計數尖峰。對于 54/74LS160的CEP、CET跳變與CP無關。74LS160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。對于54/7

9、4LS160,在CP出現前，即使CEP、CET、/MR發生變化，電路的功能也 不受影響。選才¥ 74LS160主要用于接受脈沖，計算路程，及用其進位輸出使控制車費的計數器 工作進行計費。2.2.2 74LS283加法器組成預置數計數器I I I I I I I I Ia學m加和74LS2831 I圖4 74LS283芯片圖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6, 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 6到9,后又 可從0到9循環。c42B

10、1B圖5 74LS283結構圖1.1.3 74LS85比較器的組成和內部結構74LS85比較器的內部結構主要如圖6所示，其功能表如表1所示A>BA=B圖6 74LS85結構圖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。輸入輸出A3 B3A2 B2A1 B1A。B0IA>BIA<BIA=BFA>BFA<BFA=BA3)

11、B3XXXXXXHLLA3VB3XXXXXXLHLA3=B3A2> B2XXXXXHLLA3=B3A2vB2XXXXXLHLA3=B3A2=B2A1> B1XXXXHLLA3=B3A2=B2A1<B1XXXXLHLA3=B3A2=B2A1=B1A。）B。XXXHLLA3=B3A2=B2A1=B1A0<B。XXXLHLA3=B3A2=B2A1=B1A0=B。HLLHLLA3=B3A2=B2A1=B1Ao=B。LHLLHLA3=B3A2=B2A1=B1AO=B。XXHLLHA3=B3A2=B2A1=B1Ao=B。HHLLLLA3=B3A2=B2A1=B1Ao=B。LLLHH

12、L1.1.4 設計所需的器件歸納在舁 廳p器件型號數量1計數器74LS16062加法器74LS28313比較器74LS28314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 電路設計按照設計原理圖來一步步分模塊進行設計，然后綜合。2.3.1 路程的計數及顯示設函數發生器為車輪每米所傳來的信號，則即可用74LS160對其進行計數。下圖圖7僅為百米的計數器圖7 00 99的計數器電路圖路程的計數與顯示即可從這個方法得出，有時路程遠了，其實也就不用計數器了， 一般都是兩人直接商量車費價格了， 所以說，路程顯示不一定要很大，10公里就

13、差不多 了。2.3.2 路程與預設值的比較電路如圖9所示，設函數發生器1為車輪直接傳來的脈沖信號，函數發生器 2為通 過計數器計數完的總路程脈沖信號。預設比較器一端為3,與傳來的信號相比較，當小于或等于 3公里時，比較器輸出 為0,即此段時間車費顯示為6元。當傳來脈沖信號大于3公里且上面的計數器計數到50米后，通過與門輸出高電平， 使下一個計數器開始計數。,：布 tldtZ5圖8比較器的應用圖9加法器的預置而在本設計方案 相加，這樣就可以2.3.3 加法器的預置使加法器乂一A端預置為6, BR端為計數器所輸出的數值信號。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使輸出數不會突

14、變，而是在6的基礎上循環。2.3.4 路程計數及顯示圖11綜合電路圖10路程計數電路2.4 系統整體電路運行及車費的顯示IJ5VCCDCD HEXDCO_bEXc37UVA74LS2S30SOODDCD FEKVCC 74LS860074LS16QCHi74LSieiD1974LSCSD 74LS04DVEC5V1kHz SYivcg74LS1607JLS16CH74LS1C0NVCC上HLWieo口 6XSC1VCC"sv2.4.1 仿真結論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。3.1結論1 .設計原理明了，設計步驟清晰

15、，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，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MultisimIO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

16、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C 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, 開萬事開頭難”。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。這次設計讓我明白了一個

17、道理，再做任何事情之前，不管它難不難，都應把態度擺 好，都要認真地去對待，這樣就不會慌，不會忙手忙腳的，到最后才不會后悔！在以后 的畢業設計甚至在以后的工作中，它起到了很重要的作用。人的一生，不是沒有意義的 事，就不去做了。很多事，都是在做完之后，才會覺得有沒有意義，才會知道有沒有收 獲！我在這次設計中得到的寶貴經驗，就是我的收獲！參考文獻1康華光.電子技術基礎.數字部分M.武漢:華中科技大學電子技術課程組編.2014.2吳正大.信號與線性系統分析M.北京：高等教育出版社， 2014.3康華光.電子技術基礎.模擬部分M.武漢：華中科技大學電子技術課程組編.2014.4吳立新.實用電子技術手冊M.北京：機械工業出版社，2004.5黃永定.電子實驗綜合實訓教程M.北京：機械工業出版社，2004.6李發海，朱東起.電機學M.北京：科學出版社，2013.閻石.數字電子技術基礎M.北京：高等教育出版社，1998.8沈尚賢.電子技術導論M.北京：高等教育出版社，1985 .9李士雄，丁康源主編.數字集成電子技術教程M.北京：高等教育出版社，1993.10曹漢房，陳亞奎.數字技術教程M.北京：電子工業出版社，1995.11彭容修