出租车计费器设计

综合性 设计性实验报告综合性 设计性实验报告 姓名 靳雅麟 学号 11999051 姓名 蒋冬梅 学号 11999049 专业 计算机科学与技术 班级 2011 级 1 班 实验课程名称 出租车计费器设计 指导教师 王 晓 微 上课时间 2013 年 06 月 18 日 一 实验设计方案一 实验设计方案 实验名称 出租车计价器实验时间 2013 年 06 月 20 日 小组合作 是 否 小组成员 靳雅麟 蒋冬梅 1 实验目的 实验目的 巩固和加深所学模拟电路基础和脉冲与数字电路基础等课程的基本知识 提高综 合运用所学知识的能力 通过设计方案的分析比较 设计计算 元件选择及电路安装调试等环节 初步掌 握简单实用电路的工程设计方法 提高动手能力 掌握常用仪器设备的正确使用方法 学会对简单实用电路的实验 调试和对整机指标的测试方法 了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术规范 能按课程设计任务书的要求 编写设计说明书 能正确反映设计和实验成果 能正确绘制电路固等 2 实验设备及材料 实验设备及材料 数字电子技术实验箱 1 台 74ls390 mc14495 74LS00 74LS04 共阴七段显示器 导线等 3 理论依据理论依据 自动计费器包括里程计费电路 等候时间计费电路 起步价三部分 用三位数码管显示 最大金额 99 9 元 里程计费电路工作原理 干簧继电器产生的脉冲信号经由 74LS00 组 成的施密特发生器整形得到 CP0 CP0 送入 74LS390 计数器 当计数记满 10 个脉冲时 一方由于与非门产生清零脉冲 加到 Rd 端使计数器清零 另一方面将基本 R S 触发 的 Q 置为 1 此时 ET EP 1 使两片 74LS160 组成的 21 进制计数器 即出租车自动 计费器课程设计里程单价计数器开始对标准脉冲计数 标准脉冲 CP1 由时钟电路提供 计满 21 个脉冲后 Rd 端得到的清零脉冲而使计数器清零 R S 触发器的 Q1 输出为零 计数器停止计数 由于 Q1 1 则 P2 CP1 使 P2 端输出 21 个脉冲信号 代表每公里行 车的里程计费 即每个脉冲计费是 0 1 元 称为脉冲当量 P2 输出的脉冲当量送到总 费计数器进行计数累加 等候时间计费电路工作原理 等候时间计费电路由等候时间计 费器和十分钟单价计数器组成 由三片 74LS390 构成 600 进制等候时间计数器 对秒 脉冲 CP2 来至时钟电路 做计数 当计满一个循环时 也就是等候时间满十分钟 一 方 面对 600 进制计数清零 另一方面将基本 R S 触发器 Q2 置 1 启动由 74LS390 构成的十分钟单价计数器工作 它是一个 6 进制计数器 计数期间 同时将脉冲从 P1 输出 在计数器计满十分钟等候单价时 R S 触发器复位为 0 止计数 等候时间起始信号由手动开关给定 一 计费模块根据出租车计费原理将出租车计费部分由 3 个计数器来完成分别为 计数器 A 完成车费十位 计数器 B 完成车费个位 计数器 C 完成车费角 二 车费的显示模块由动态扫描电路来完成用专用模块来实现完成数据的输入即动态数 据的显示 三 总体框图 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 10min价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 图 2 1 方案一总体框图 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 10min价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 10min价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 4 实验方法步骤及注意事项 实验方法步骤及注意事项 实验方法 实验方法 分单元模块的进行电路设计 然后把各个模块连接起来组成实验电路 实验步骤实验步骤 译码显示模块设计译码显示模块设计 1 译码显示电路的作用 译码显示电路的作用将数字钟的计时状态直观清晰地反映 出来 被人的视觉所接受 本设计的显示器件现用 LED 管 2 本模块用到的器件有 74LS390 四段 LED 数码管 与非门等 3 译码管电路结构框图 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 图 3 1 译码显示框图 4 译码管具体电路电路 图 3 2 译码显示电路 5 计数器模块设计 计数器模块设计 1 计数器的作用 就是将 555 产生的信号来记录汽车的路程 可以将高位片的 BCD 码的权 2 和 BCD 码的权 4 的输出状态送到一与门 与门出来的 信 号再送给高位片的清零端作为复位信号 2 计数器模块由 555 定时器 74ls390 计数器 与非门等元器件构成 其原理是用 555 来记录汽车路程 高位片的 BCD 码的权 2 和 BCD 码的权 4 的输出 状态送到一与门 与门出来的 信号再送给高位片的清零端作为复位信号 3 模块的具体电路 等车时间显示电路模块设计等车时间显示电路模块设计 1 该模块的功能是记录出租车停车的时间 2 该模块由 555 74LS390 Jk 触发器构成 完成每分钟的等候时间的收费 再通过 mc14495 经译码显示 3 模块框图 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 价 图 3 4 等车时间显示框图 4 模块具体电路如下 6 电路参数的计算及元器件的选择 下面就相关电路中的参数计算以及元器件的选择进行说明 译码显示电路元器件选择译码显示电路元器件选择 本模块所选电源为直流电源 12V 74LS160 计数器 四段 LED 显示管 与非门 计数模块电路元器件选择计数模块电路元器件选择 由 555 定时器 74LS160 计数器 与非门等元器件构成 直流电源电压选择 3V 电 阻选择 10K 和 1000K 等车时间显示电路器件选择等车时间显示电路器件选择 本模块电路由 555 定时器 与非门 74LS390 电阻 0 5K 电源电压 5V 开关一个 特殊器件的介绍 RS 触发器介绍触发器介绍 1 把两个与非门 G1 G2 的输入 输出端交叉连接 即可构成基本RS 触发器 它有两个输入端 R S 和两个输出端 Q Q 非 2 RS 触发器 断开 启动 开关时 计数器开始进行递减计数 当 暂停 连续 开关处于 暂停 位置时 控制电路封锁时钟脉冲信号 CP 计数器暂停计数 显示器上保持原来的数不变 暂停 连续 开关处于 连续 位置时 计数器继续累计计数 当计数器计数到零时高位和低位 74LS192 的八个输出端为低电平 传输到或门组成 的选择电路 因为全部为低电平所以或门的最后输出为低电平 于是 LED 灯 蜂鸣器导通 产生光电报警信号 实验成功 实验数据 实验数据 连接各模块电路 组后把各个模块电路组装成本实验电路 闭合 断开不同的开关 来实现计数器的不同功能 各个模块分离检查是否连接错误 显示器模块跟 8421BCD 码递减计数器模块连接 起来 显示器上显示 24 字样 电路连接正确 时钟模块能够产生稳定的时钟信号 将时钟模块 8421BCD 码递减计数器模块 辅助时序控制模块以及显示器模块连接起来 闭合 启动 开关时 计数器应完成置数 功能 显示器显示 24 秒字样 断开 启动 开关 计数器开始进行递减计数 实验结果 实验结果 实验过程中出现过很多错误 进行检查 多次连接电路 最终实验成功 计数器功能 实现 3 对实验现象 数据及观察结果的分析与讨论 要非常熟悉各元器件的功能 以及各元器件连在一起又能实现什么功能 对结果进行 1 猜测 最后看自己猜测的与得出的结果是否一样 从而使自己的实验结果猜想能力得到提 高 实验现象与正确的结果不一样 查看电路是否连接错误 发现有一根线掉了 连接起 2 来后 现象正确 出现不同的现象与结果 因为不同的电路连接能够实现不同的功能 3 测试电路 测试时应小心谨慎 电路安装完毕后 首先应检查电路各部分的接线是否 4 正确 检查电源 地线 信号线 元器件的引脚之间有无短路 器件有无接错 再接入电 路所要求的电源电压 观察电路中各部分器件有无异常现象 如果出现异常现象 应立即 关断电源 待排除故障后方可重新通电 4 结论 本实验主要通过模块化思想 逐步实现设计所需达到的功能要求 时钟模块为减计数提供一个频率为 1Hz 的脉冲信号 从而实现计数器计数间隔为 1 秒 钟 计数 译码显示模块主要是为了达到能显示减计数功能 报警模块是为了实现当减计数到零时发出光电报警信号 控制模块主要是为了实现计时器的启动 直接清零和暂停 连续功能 其中在直接清 零时 由外控制开关控制译码器消隐端 从而可以实现显示译码器灭灯 通过暂停 连续 开关从而实现断点计时功能 实验成功 5 实验总结 1 本次实验成败之处及其原因分析 失败之处 失败之处 电路连接过程中出现错误 线连接出错 把接地和接电压的线路弄错 电路没有实现计 数功能 原因分析 原因分析 实验之前没有认真的预习实验内容 导致对各元器件的功能还不太熟悉 电路线路连接太混乱 连接紧密 以及线路交叉的地方太多 导致线路连接中最终出 错 把接地的线和接电压的线弄混 成功之处 成功之处 各模块电路都连接正确 只有少数线连接错误 但是经过检查都得到纠正 原因分析 原因分析 思路清晰 进行分模块连接电路 遇到问题及时解决 请教老师和同学 2 本实验的关键环节及改进措施 做好本实验需要把握的关键环节 a 需要提前设计好实验方案 b 必须非常熟悉各元器件的功能 以及与门 与非门的设计 c 多查阅相关的电路设计 参照一下别人的设计 若重做本实验 为实现预期效果 仪器操作和