出租車計(jì)價(jià)器課程設(shè)計(jì)

1、 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目:簡易光控防盜報(bào)警電路 姓 名:姜勇 專 業(yè):電子信息工程 班 級:電子信息工程092班 學(xué) 號:1665090208 設(shè)計(jì)題目 出租車計(jì)價(jià)器控制電路設(shè)計(jì) 電子信息工程092 姓名：姜勇 學(xué)號：1665090208 一、課題設(shè)計(jì)闡述 出租車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，關(guān)系著交易雙方的利益，是出租車中最重要的工具。本次設(shè)計(jì)計(jì)價(jià)器，對其功能等做具體研究。以下為本次設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求： （1）首先顯示起步價(jià)（本次設(shè)計(jì)起步費(fèi)為8.00元）,車在行駛4 km以內(nèi)，只收起步價(jià)8.00元。 （2）車行駛超過4 km后,按每公里2.00元計(jì)費(fèi)（在8.00元基礎(chǔ)上每行駛1 km

2、車費(fèi)加2.00元）,車費(fèi)依次累加。 （3）車暫時(shí)停止（行駛中遇紅燈或中途暫時(shí)停車），等候時(shí)間滿10分鐘按每公里1.50元計(jì)費(fèi)（在行駛費(fèi)用基礎(chǔ)上每等候十分鐘加1.50元） （4）若停止對車費(fèi)手動清零，等待下一次計(jì)費(fèi)的開始。 二、總體功能框圖 出租車計(jì)價(jià)器控制電路總體工能框圖如圖1所示：里程顯示收費(fèi)顯示里程單價(jià)譯碼加法器候時(shí)里程計(jì)數(shù)器起步價(jià)大于基本里程?是否到等候時(shí)間?1yy 清零 出租車傳感信號候時(shí)啟動開關(guān) 圖1坐過出租車的人都知道，出租車啟動后，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，而當(dāng)行駛到某一值（如4km）計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示開始從起步價(jià)（如8元）增加。當(dāng)出租車到達(dá)某地需要在那

3、里等候時(shí)，司機(jī)只要按一下“計(jì)時(shí)”鍵，每等候一定的時(shí)間（如10分鐘），計(jì)費(fèi)顯示就增加一個(gè)該收的等候費(fèi)用（如每10分鐘收取1.50元）。出租車?yán)^續(xù)行駛時(shí)，停止計(jì)算等候費(fèi)用，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)。然后關(guān)閉計(jì)費(fèi)器，對計(jì)數(shù)器清零，等待下次計(jì)費(fèi)開始。三、單元電路圖 74ls190（10位可逆計(jì)數(shù)器）管腳圖如圖2所示： 圖274ls190（10位可逆計(jì)數(shù)器）的真值表如表1所示： 表1 74ls190可逆計(jì)數(shù)器的功能說明： （1）預(yù)置數(shù)。只要在置入端加入負(fù)脈沖，就可以對計(jì)數(shù)器置數(shù)，使qdqcqbqa=dcba。 （2）加計(jì)數(shù)器和減計(jì)數(shù)器。加/減控制端為低電平時(shí)，做加法計(jì)數(shù)。計(jì)到最

4、大數(shù)qdqcqbqa=1001時(shí)，最大/最?。╩ax/min）端輸出為高電平。另外，在這個(gè)計(jì)數(shù)脈沖從1變到0時(shí)，串行時(shí)鐘也隨著從1變到0，下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿到達(dá)時(shí)，串行時(shí)鐘由0變到1，產(chǎn)生上升沿，它可以作為多片級聯(lián)中高位片的計(jì)數(shù)脈沖。加/減控制端為高電平時(shí)，做減法計(jì)數(shù)。減到0時(shí)，最大/最小端輸出為高電平。同樣，在qdqcqbqa由0000變?yōu)?001時(shí)，串行時(shí)鐘產(chǎn)生上升沿，它作為高位片的計(jì)數(shù)脈沖，使高位片計(jì)數(shù)器減1。(3)保持。允許端為低電平時(shí)做加/減計(jì)數(shù)，為高電平時(shí)加/減計(jì)數(shù)器處在保持工作狀態(tài)。利用允許端可以使多片級聯(lián)為同步工作方式。將低位片計(jì)數(shù)器的最大/最小端接到高位片計(jì)數(shù)器的允許輸入端

5、，這樣只有計(jì)數(shù)到最大/最小值時(shí)，才允許高位片計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，否則不允許計(jì)數(shù)。 74ls290計(jì)數(shù)器的功能說明： 74ls290計(jì)數(shù)器有清零、置數(shù)、計(jì)數(shù)功能。當(dāng)r9（1）=r9（2）時(shí)，就置數(shù)qdqcqbqa=1001，置數(shù)；當(dāng)r0（1）=r0（2）=1，r9（1）=0，或r9（2）=0時(shí)q3q2q1q0=0000，清零。當(dāng)r9（1）r9（2）=0和r0（1）r0（2）=0同時(shí)滿足的前提下，可在cp下降沿作用下實(shí)現(xiàn)加法計(jì)數(shù)器。例如，構(gòu)成8421bcd碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，r9（1）和r9（2）中至少一個(gè)輸入0，r0（1）和r0（2）中至少一個(gè)輸入0；計(jì)數(shù)脈沖從clka端輸入，下降沿觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)模2計(jì)數(shù)器（m

6、1=2），從qa輸出；將qa接至clkb，于是由qd、qc、qb構(gòu)成對clkb進(jìn)行模5（m2=5）。這樣，構(gòu)成的計(jì)數(shù)器為模m=m1m2=10的計(jì)數(shù)器。74ls290管腳圖如圖3所示： 圖3 74ls290的真值表如表2所示： 表2 1.行駛里程計(jì)數(shù)模塊在出租車的轉(zhuǎn)軸上加裝傳感器，本設(shè)計(jì)中用信號源代替，以便獲得“行駛里程信號”。設(shè)出租車每走10m發(fā)一個(gè)脈沖，到1km時(shí)，發(fā)100個(gè)脈沖，所以對里程計(jì)數(shù)要設(shè)計(jì)一個(gè)模100計(jì)數(shù)器，用兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74290組成，如圖4所示（里程的計(jì)數(shù)顯示，則用十進(jìn)制技術(shù)，譯碼顯示即可）： 圖4 行駛里程計(jì)數(shù)模塊圖 2.等候時(shí)間計(jì)數(shù)模塊 等候時(shí)間計(jì)數(shù)器將來自信號源的秒

7、脈沖做六百進(jìn)制計(jì)數(shù)，得到十分鐘信號。個(gè)位和十位片為十進(jìn)制，百位為六進(jìn)制，這樣就構(gòu)成六百進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以用三片10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls290組成，當(dāng)滿600個(gè)脈沖時(shí)，就向總里程計(jì)數(shù)器發(fā)送一個(gè)脈沖，里程計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，相當(dāng)于1km，實(shí)現(xiàn)了等候十分鐘計(jì)費(fèi)1km。當(dāng)六百進(jìn)制計(jì)數(shù)器不滿600時(shí)，不會向里程計(jì)數(shù)器發(fā)送脈沖，即不滿十分鐘不計(jì)費(fèi)。具體實(shí)現(xiàn)電路圖如圖5所示： 圖5 等候時(shí)間計(jì)費(fèi)模塊圖 3.總計(jì)價(jià)計(jì)數(shù)模塊在總路程計(jì)數(shù)模塊中，依然用三片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls290組成，個(gè)位片脈沖下接一或門，脈沖信號由等候時(shí)間計(jì)費(fèi)和行駛路程計(jì)費(fèi)提供，其中起步價(jià)將在起步價(jià)模塊中具體說明。具體實(shí)現(xiàn)電路如圖6所示： 圖6 總計(jì)

8、費(fèi)計(jì)數(shù)模塊圖 5.起步價(jià)模塊 起步價(jià)模塊電路圖由一片74ls190和三片74ls290組成，本設(shè)計(jì)中起步價(jià)為8.00元。其中，74ls190的qdqcqbqa置為1000，則實(shí)現(xiàn)起步價(jià)為8.00元，74ls190和其他三片74ls290進(jìn)行總價(jià)計(jì)數(shù)，個(gè)位片脈沖由候時(shí)和行駛產(chǎn)生的費(fèi)用脈沖提供，其中一個(gè)脈沖相當(dāng)于0.01元，最大范圍計(jì)數(shù)為99.99元。實(shí)現(xiàn)電路如圖7所示： 圖7 起步價(jià)模塊圖 6.限制公里計(jì)數(shù)模塊限制公里計(jì)價(jià)，即在4公里內(nèi)只收取起步價(jià)費(fèi)用。總里程計(jì)數(shù)器中的三片74ls290（從高位到地位）的qdqcqbqa經(jīng)兩輸入或門7432，數(shù)據(jù)選擇器74153后和d觸發(fā)器，使輸出信號的前四個(gè)脈

9、沖不向總計(jì)價(jià)器輸出脈沖，當(dāng)三片74ls290的輸出為0000 0000 0100后才向總計(jì)價(jià)器輸出脈沖，實(shí)現(xiàn)了在前4km內(nèi)，總計(jì)價(jià)器都顯示起步價(jià)8元，在4km之后才開始收取超過部分的費(fèi)用。實(shí)現(xiàn)電路如圖 8所示： 圖8 限制公里計(jì)數(shù)模塊圖7.單價(jià)實(shí)現(xiàn)模塊在單價(jià)實(shí)現(xiàn)模塊里，當(dāng)行駛里程開始計(jì)數(shù)時(shí)，經(jīng)過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換信號（即每產(chǎn)生兩個(gè)脈沖）向行駛里程計(jì)數(shù)器發(fā)送脈沖，當(dāng)行駛里程計(jì)數(shù)累計(jì)100個(gè)脈沖時(shí)，總計(jì)價(jià)計(jì)數(shù)器累計(jì)200個(gè)脈沖，即實(shí)現(xiàn)了每行駛1km,計(jì)價(jià)器增加2.00元，實(shí)現(xiàn)了單價(jià)為2.00元/km。另外，候時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)時(shí)，向四進(jìn)制轉(zhuǎn)換信號發(fā)送脈沖，當(dāng)四進(jìn)制轉(zhuǎn)換信號累計(jì)四個(gè)脈沖時(shí)，則向等候費(fèi)用計(jì)時(shí)器發(fā)

10、送脈沖，當(dāng)候時(shí)計(jì)數(shù)器累計(jì)600個(gè)脈沖時(shí)（即10分鐘），等候費(fèi)用計(jì)時(shí)器累計(jì)150個(gè)脈沖，則實(shí)現(xiàn)了每等候10分鐘收取1.50元，實(shí)現(xiàn)了等候單價(jià)為1.50元/10分鐘。單價(jià)實(shí)現(xiàn)模塊圖如圖9所示： 圖9 單價(jià)實(shí)現(xiàn)模塊圖 8.清零和轉(zhuǎn)換模塊在清零模塊中，將總計(jì)價(jià)器計(jì)數(shù)器和路程計(jì)數(shù)器的電源通過開關(guān)z接至電源，當(dāng)行駛結(jié)束，在下一個(gè)乘客到來時(shí)，按下開關(guān)z，對計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。然后打開開關(guān)，計(jì)數(shù)器開始工作。在轉(zhuǎn)換（即行駛中和候時(shí)中）模塊中，當(dāng)行駛時(shí)，將開關(guān)space接至“行駛中”，則計(jì)價(jià)器對行駛路程進(jìn)行計(jì)費(fèi)；當(dāng)在中途某地候時(shí)時(shí)，將開關(guān)space接至“候時(shí)中”，則計(jì)價(jià)器對候時(shí)進(jìn)行計(jì)費(fèi)。清零和轉(zhuǎn)換模塊圖如圖10所示：

11、 圖10 清零和轉(zhuǎn)換模塊圖 四、總電路圖 總電路圖如圖11所示： 圖11 五、調(diào)試與仿真 1.行駛里程計(jì)數(shù)模塊調(diào)試結(jié)果操作：打開電源開關(guān)，將開關(guān)a接至“行駛中”輸出：二進(jìn)制信號、里程計(jì)數(shù)顯示如圖12圖 12 行駛里程計(jì)數(shù)模塊調(diào)試結(jié)果圖 2.等候時(shí)間計(jì)數(shù)模塊調(diào)試結(jié)果操作：打開電源開關(guān)，將開關(guān)a接至“候時(shí)中”輸出：等候時(shí)間計(jì)數(shù)顯示如圖13圖13 等候時(shí)間計(jì)數(shù)模塊調(diào)試結(jié)果圖 3.總里程計(jì)數(shù)調(diào)試結(jié)果 操作：打開電源開關(guān)，將開關(guān)a接至“候時(shí)中”或者“行駛中” 輸出：總里程顯示如圖14圖14 總里程計(jì)數(shù)調(diào)試結(jié)果圖 4.總計(jì)價(jià)計(jì)數(shù)調(diào)試結(jié)果 操作：打開電源開關(guān)，將開關(guān)a接至“行駛中” 輸出：輸出顯示如圖15

12、圖 15 總計(jì)價(jià)計(jì)數(shù)調(diào)試結(jié)果圖五、心得體會回顧總結(jié)，通過此次課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了許多，不止是一些新的理論知識和具體的動手實(shí)踐，更重要的是一種思想，大的問題可以轉(zhuǎn)換成小的問題解決，困難的問題通過轉(zhuǎn)換成容易的問題解決。另外，我還學(xué)會了與人進(jìn)行溝通的方法，課程設(shè)計(jì)的成功告訴我個(gè)人的力量是不夠的，需要同學(xué)間互幫互助。相信這將會對我今后的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。這次課程設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識到我缺少的很多，理論與實(shí)踐都匱乏，不僅是專業(yè)知識，其它方面的知識了解的也少。在今后，需要不斷的學(xué)習(xí)，不斷的充實(shí)自身。6、 元件清單符 號類 別數(shù) 目74ls290芯片7 個(gè)74ls190芯片1 個(gè)74ls32芯片2 個(gè)74ls153芯片1 個(gè)r120k1 個(gè)r210k2 個(gè)r347k1 個(gè)顯示器2 個(gè)直流電源9v1 個(gè)七、參考