出租车自动计费电路

出租车自动计费电路出租车自动计费电路 目录目录 设计目的 1 设计任务和要求 1 总体设计方案 1 功能模块设计与分析 3 电路的安装与调试 7 实验仪器及元器件清单 8 心得体会 8 附录一 系统电路图 10 第 1 页 一 设计目的一 设计目的 出租车自动计费电路是根据客户用车的实际情况而自动显示用车费用的数 字的仪表仪器 仪表根据用车的起价 行车里程 等候时间的三项计费 求的 客户用车的总费用 通过数码管显示 为司机提供便利 二 设计任务和要求二 设计任务和要求 用中 小规模集成电路设计与制作出租汽车自动计价器 具体要求如下 1 能计汽车行驶的里程和停车等候时间 2 能自动显示出该收的车费和停车等候费 3 每公里该收的行车费 如 0 45 元 各十分钟应该收的行等候费 如 0 25 元 均有拨码开关可预先设置 3 总设计方案总设计方案 1 11 1 分析方案 分析方案 设计摘要设计摘要 本设计主要介绍了基于电子工作平台 Electronics Workbench EWB 出租 车计价器控制电路的设计 整个自动控制系统由四个主要电路构成 里程计数 及显示 计价电路 基本里程判别电路 秒信号发生器 用 555 多谐振荡器实 现 及等候计时电路和清零复位电路 该设计不仅仅实现了显示计程车计费的 功能 其多功能表现在它可以显示计程车累计走的总路程和里程单价 加法器 是构成计算机内部算术运算器 ALU 的基本单元 加法器的逻辑功能是实现两 个二进制数的相加 因计算机内部的加 减 乘 除算术运算通常是利用加法 器来实现 在做电路过程中要熟练各个器件的功能 每一个组件的作用 应该 清楚的记住 大的组合是从每一个小块组成的 所以认真了解每一个小块功能 然后从整体出发 分析方案分析方案 经过分析其原理方框图如图 1 1 所示 采用传感器件 输出脉冲信号 等器件完成 1 21 2 加法器的介绍及其十进制系数乘法器 加法器的介绍及其十进制系数乘法器 74LS16074LS160 逻辑功能测试 74LS160 是中规模集成同步十进制加法计数器 具有异步清零和同步预置数 的功能 使用 74LS160 通过置零法或置数法可以实现任意进制的计数器 先对 74LS160 的基本功能进行测试 并将计数器的工作状态填入表中 异步清零 当 DR 0 时 Q 0 Q1 Q2 Q3 0 同步预置 当LD 0 时 在时钟脉冲CP上升沿作用下 Q 0 D0 Q1 D1 Q2 D2 Q3 D3 锁存 当使能端 0EP ET 时 计数器禁止计数 为锁存状态 计数 当使能端EP ET 1 时 为计数状态 74LS16074LS160 的逻辑功能表的逻辑功能表 第 2 页 7416074160 的应用 用两片 74160 和门电路构成 24 进制计数器 用复位法 要求译码显示 并显示数字为 00 23 的循环 1 接成并行进位型 设计电路并用数码显示验证计数功能 记录数码显 示情况 2 接成串行进位型 设计电路并用数码显示验证计数功能 记录数码显 示情况 1 31 3 设计方案及其原理分析 设计方案及其原理分析 出租车自动计价器原理框图如图 1 3 所示 它是由传感器 里程单价电路 比例乘法器 振荡器 分频器 等候时间单价电路 比例乘法器 和或门计 数译码显示器组成 根据原理框图 用中 小规模集成电路完成各个部分后所连接的总体出租 车自动计价器电路图 有上 中 下 3 部分 下面分析了电路图中比较重要的 部分 其实一共有 3 部分介绍如下 计数 译码 显示电路 上 计数 译码 显示电路 上 这部分电路由 4 片 74LS160 芯片构成串行计数器 用来计费 所计的费用 是用 4 位十进制数经 BCD 译码器 74LS48 译码后由 LED 进行显示 等候费用产生电路 中 等候费用产生电路 中 首先由 5G555 构成多谐振荡器产生秒信号 P4 然后由计数器芯片 74LS160 进行六分频产生 0 1 分钟的脉冲信号 P5 也就是表示每 10 分钟会产生 100 个 P5 脉冲 十分钟单价电路由拨码开关设置 如设置 0 25 元 有两级 74LS160 及 J K 触发器 74LS112 分别构成两级 BCD 比例乘法器和单价相乘后 就以输出脉 冲个数计为等候时间的所收费用 P6 公路行车费用产生电路 下 公路行车费用产生电路 下 图 1 4 中传感器采用普通干簧继电器 用环氧树脂密封 汽车本省设置一 套涡轮变速装置 一般安装在变速器后的软轴接头上 保证汽车每前进 10m 涡轮边缘的磁铁从干簧继电器旁经过一次 发出一个信号 P4 为负脉冲 与非 门 G2 则产生一个 P2 正脉冲 行驶 1km 则产生 100 个 P2 脉冲 里程单价电路也 由拨码开关设置 如设置为 0 45 元 行驶里程信号 P2 和里程单价经两级 74LS160 及 J K 触发器 74LS112 构成的 BCD 比例乘法器相乘后便可得到每公里 时钟时钟 CPCP异步清除异步清除 DR 同步置数同步置数 LD EPEP ETET 工工 作作 状状 态态 0 0 1 10 0 1 11 10 0 1 1 1 11 1 0 0 1 11 11 1 1 1 第 3 页 的收费信号 P3 也是以输出的脉冲个数计算的 上述两部分产生的费用 脉冲 P3 P6 分别经或门送往计数 译码 显示 就得到汽车行驶里程和停车等候时间的收费数 计算器的复位电路是由 Knc 2w1d 单刀双掷开关手动控制来完成的基本是这 样实现的说明如下 开始时产生一个秒脉冲经过 6 分频即变为 6 秒的脉冲即为 0 1 分钟的 经过 74LS160 后就会是它开始计数而 J k 触发器则为置 1 状态当 74LS160 输出与单 价相同时 J K 就置 0 再经过与门与上面的 P5 合成以后形成脉冲个数然后往上 传直到上面的 74LS160 中开始计数 然后在数码管上面显示 第一图中下面的 的 74LS60 基本与上面的一样只是在脉冲的时候与上面的 Qd 经过与门处理后输 出总体输出脉冲个数为 20 上面 5 下面 的和即为等候单价 下面图的说明基本同上面一样只是少个 6 分频而已 图中一个 74LS160 状态转换图为 000 0 000 1 010 1 010 0 001 0 001 1 图中其他 74LS160 基本状态转换图 0000 10000110100 1 011 1 0101 0100001100100001 图图 1 系统原理框图系统原理框图 四 四 功能模块设计与分析功能模块设计与分析 总电路图总电路图 下面的三部分总电路分别为 1 计数 译码 显示电路 上 2 等候费用产生电路 中 3 公里行车费用产生电路 下 让电路图 2 中的 P6 电路图 3 中的 P3 接到电路图 1 中的 74LS32 两个输入 端就可以构成一个完整的出租汽车自动计价器 第 4 页 振荡器 振荡器可由晶振组成 也可以由 555 定时器组成 图 4 是由 555 定时器构成的 1HZ 的 自激振荡器 其原理是 0 7 2R2 R1 C1 1s f 1 t 1HZ 输出的便是 1HZ 的信号 从而达到 目的 U1 LM555CM GND 1 DIS 7 OUT 3 RST 4 VCC 8 THR 6 CON 5 TRI 2 R1 5 1k R2 5 1k C1 47uF C2 10nF 1 2 VCC 5V 3 0 VCC P4 第 5 页 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 KNC 2W1D VCC 5V 0 74LS32D 2 74LS48D A 7 B 1 C 2 D 6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 LT 3 RBI 5 BI RBO 4 A 7 B 1 C 2 D 6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 LT 3 RBI 5 BI RBO 4 A 7 B 1 C 2 D 6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 LT 3 RBI 5 BI RBO 4 A 7 B 1 C 2 D 6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 LT 3 RBI 5 BI RBO 4 34 56 78 9 11 12 1316 17 18 141015 1 VCC VCC 5V VCC A B C D E F G CK H U11 A B C D E F G CK H U12 A B C D E F G CK H U13 A B C D E F G CK H 200 26 27 28 29 30 31 3233 34 35 36 37 38 3940 41 42 43 44 45 46 0 19202122232425 47484950 51 5253 5455565758 59 60 61 62 63 6465666768697071727374 P3 P6 计数 译码 显示电路 上 第 6 页 U1 LM555CM GND 1 DIS 7 OUT 3 RST 4 VCC 8 THR 6 CON 5 TRI 2 R1 5 1k R2 5 1k C1 4 7uF C2 10nF 0 2 1 3 VCC 5V 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 P4 VCC 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 U3A 74LS08D 74LS00D P5 5 0 U6A 4072BP 5V 74LS04D 1011 7 12 8 13 9 4 U8A 74LS20D 14 15 16 17 74LS112D 1Q 5 1Q 6 1PR 4 1K 2 1CLR 15 1J 3 1CLK 1 18 19 20 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 VCC 5V VCC U11A 4072BP 5V 74LS04D 25262728 24232221 U16A 74LS20D 29 30 31 32 74LS112D 1Q 5 1Q 6 1PR 4 1K 2 1CLR 15 1J 3 1CLK 1 33 34 U18A 74LS08D 35 6 74LS86D 36 37 P6 等候费用产生电路 中 第 7 页 R1 1k R2 1k VCC 5V 74LS00D 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 3Y 3B 3A 4Y 4B 4A VCC 3 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 4072BP 5V 74LS04D 9101112 14816 74LS20D 74LS112D 1Q 5 1Q 6 1PR 4 1K 2 1CLR 15 1J 3 1CLK 1 6 7 1315 17 18 74LS08D 19 P2 74LS160D QA 14 QB 13 QC 12 QD 11 RCO 15 A 3 B 4 C 5 D 6 ENP 7 ENT 10 LOAD 9 CLR 1 CLK 2 VCC 4072BP 5V 74LS04D 25262728 5212324 74LS20D 29 30 31 32 74LS112D 1Q 5 1Q 6 1PR 4 1K 2 1CLR 15 1J 3 1CLK 1 33 34 74LS08D 35 20 74LS32D 36 37 P3 S9 Ji Dian Qi 4 1 0 公里行车费用产生电路 下 五 五 电路的安装与调试电路的安装与调试 1 按图上部电路连接好计数 译码 显示线路 用函数发生器的方波脉冲作为输入信号 调试译码 显示到正常工作 2 用 555 连接好秒信号产生电路 用 P4 信号驱动上述计数 译码 显示电路 调试 观 察秒信号电路工作到正常为止 第 8 页 3 秒信号台电路与 74LS160 构成的计数器相连 产生 P5 信号 又接入计数 译码显示电 路中 调试 观察当显示 100 个计数脉冲时 等候时间是否为 10 分钟 直到正常工作为止 4 完整连接好图中部电路 再观察译码 显示电路的数字和等候时间 P6 的关系是否随拨 码开关的变化而成比例变化 直到正常工作为止 5 安装图下部电路 函数发生器的方波脉冲产生 P2 信号 将 P3 直接做为上部电路的输 入脉冲 调试 观察显示结果和拨码开关的对应关系 直到正常工作为止 六 实验仪器及元器件清单六 实验仪器及元器件清单 74LS48 及配合 LED 74LS160 74LS00 74LS32 74LS04 74LS08 74LS86 74LS112 CC4072 5G5 55 电阻 导线若干 干簧继电器 拨码开关 实验箱 74LS192 74LS90 74LS161 工具包 面包板三个 示波器 万用表等 七 心得体会七 心得体会 经过两个星期的实习 过程曲折可谓一语难尽 在此期间我也失落过 也 曾一度热情高涨 从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情 点点滴滴 无不令我回味无长 通过此次课程设计 使我更加扎实的掌握了有关数字电子技术方面的知识 在设计过程中虽然遇到了一些问题 但经过一次又一次的思考 一遍又一遍的 检查终于找出了原因所在 也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足 实践出真知 通过亲自动手制作 使我们掌握的知识不再是纸上谈兵 通过与 组员的密切配合 我们各自分工 通过分配任务不仅提高了工作效率 还节约 了大部分时间 通过我与组员的密切合作 让我感受到了合作的乐趣 不仅将 繁琐的课 程设计任务变得简单而且充满了乐趣 让我学会了怎么去和其他人交 流 在课程设计之前 我们通过各个渠道查找资料后分析验证 经过多次的修 改和整理 作了如上的设计思路 虽然这次设计一开始是按照设计要求去完成 的 但由于在实际操作中 出现了比较大的问题 导致以上的准备资料 在实 际操作中都未能派上用场 在这次的课程设计过程中 我懂得了很多 课程设 计不光是让我们去 设计 更重要的是培养我们的能力 通过本次课程设计使 我对通信电子线路又有了进一步的了解 增加了对所学知识的应用 过而能改 善莫大焉 在课程设计过程中 我们不断发现错误 不断改正 不断领悟 不断获取 最终的检测调试环节 本身就是在践行 过而能改 善 莫大焉 的知行观 这次课程设计终于顺利完成了 在设计中遇到了很多问题 第 9 页 最后在老师的指导下 终于游逆而解 在今后社会的发展和学习实践过程中 一定要不懈努力 不能遇到问题就想到要退缩 一定要不厌其烦的发现问题所 在 然后一一进行解决 只有这样 才能成功的做成想做的事 才能在今后的 道路上劈荆斩棘 而不是知难而退 那样永远不可能收获成功 收获喜悦 也 永远不可能得到社会及他人对你的认可 课程设计诚然是一门实践课 给我很多专业知识以及专业技能上的提升 同时又是一门讲道课 一门辩思课 给了我许多道 给了我很多思 给了我莫 大的空间 同时 设计让我感触很深 使我对抽象的理论有了具体的认识 通 过这次课程设计 我掌握了怎么看电路图 怎么各种元器件 如何上网查资料 如何与小组成员合作 如何合理安排每个人的任务等等 我认为 在这为期两周的实践课当中 不仅培养了独立思考 动手操作的 能力 在各种其它能力上也都有了提高 更重要的是 在实验课上 我们学会 了很多学习的方法 而这是日后最实用的 真的是受益匪浅 要面对社会的挑 战 只有不断的学习 实践 再学习 再实践 这对于我们的将来也有很大的 帮助 以后 不管有多苦 我想我们都能变苦为乐 找寻有趣的事情 发现其 中珍贵的事情 就像中国提倡的艰苦奋斗一样 我们都可以在实验结束之后变 的更加成熟 会面对需要面对的事情 回顾起此课程设计 至今我仍感慨颇多 从理论到实践 在这段日子里 可以说得是苦多于甜 但是可以学到很多很多的东西 同时不仅可以巩固了以 前所学过的知识 而且学到了很多在