出租车计费器

出租车计费器出租车计费器 一 设计任务一 设计任务 出租车自动计费器是根据客户用车的实际情况而自动计算 显示车费的数字表 数字表根据用车起步价 行车里程计费及等候时间计费三项显示客户用车总费用 打印单据 还可设置起步 停车的音乐提示或语言提示 1 自动计费器具有行车里程计费 等候时间计费和起步费三部分 三项计费统 一用 4 位数码管显示 最大金额为 99 99 元 2 行车里程单价设为 1 80 元 km 等候时间计费设为 1 5 元 10 分钟 起步费设 为 8 00 元 要求行车时 计费值每公里刷新一次 等候时每 10 分钟刷新一次 行 车不到 1km 或等候不足 10 分钟则忽略计费 3 在启动和停车时给出声音提示 二 设计方案二 设计方案 方案 1 采用计数器电路为主实现自动计费 分别将行车里程 等候时间都按相同的比价转换成脉冲信号 然后对这些脉 冲进行计数 而起价可以通过预置送入计数器作为初值 如图 1 的原理框图所示 行车里程计数电路每行车 1km 输出一个脉冲信号 启动行车单价计数器输出与单 价对应的脉冲数 例如单价是 1 80 元 km 则设计一个一百八十进制计数器 每公 里输出 180 个脉冲到总费计数器 即每个脉冲为 0 01 元 等候时间计数器将来自 时钟电路的秒脉冲作六百进制计数 得到 10 分钟信号 用 10 分钟信号控制一个一 百五十进制计数器 等候 10 分钟单价计数器 向总费计数器输入 150 个脉冲 这 样 总费计数器根据起步价所置的初值 加上里程脉冲 等候时间脉冲即可得到总 的用车费用 数字电子技术 课程设计指导书 1 行行车车里里程程计计数数器器 等等候候时时间间计计数数器器 起起步步价价 里里程程单单价价计计数数器器 10分分钟钟单单价价计计数数器器 求求 和和 总总 费费 计计 数数 数数 据据 锁锁 存存 译译 码码 显显 示示 打打印印机机 P0 P1 P2 图 1 出租车计费器原理框图一 上述方案中 如果将里程单价计数器和 10 分钟等候单价计数器用比例乘法器 完成 则可以得到较简练的电路 它将里程脉冲乘以单价比例系数得到代表里程费 用的脉冲信号 等候时间脉冲乘以单位时间的比例系数得到代表等候时间的时间费 用脉冲 然后将这两部分脉冲求和 如果总费计数器采用 BCD 码加法器 即利用每计满 1km 的里程信号 每等候 10 分钟的时间信号控制加法器加上相应的单价值 就能计算出用车费用 89C51 单单 片片 机机 复复位位电电路路 看看门门狗狗电电路路 里里程程脉脉冲冲 显显示示电电路路 打打印印机机 音音响响电电路路 图 2 出租车计费器原理框图二 方案 2 采用单片机为主实现自动计费 单片机具有较强的计算功能 以 8 位 MCS51 系列的单片机 89C51 加上外围电 路同样能方便地实现设计要求 电路框图如图 2 所示 方案 3 采用 VHDL 编程 用 FPGA CPLD 制作成 自动计费器 的专用集成 电路芯片 ASIC 加上少数外围电子元件 即能实现设计要求 数字电子技术 课程设计指导书 2 将各种方案进行比较 根据设计任务的要求 各方案的优缺点 设计制作所 具备的条件 任选其中的一种方案作具体设计 本例作为传统电子设计方法的实例 采用方案 1 实现 三 各单元电路设计三 各单元电路设计 1 里程计费电路设计 RDDCBA RCO EP ET CPQAQBQC QDLD 74HC161 3 RDDCBA RCO EP ET CPQAQBQC QDLD 74HC161 3 11 置位 复位过后 电容充电而 使 RD SD 变为 0 电路可进入计数状态 图 e 是用开关电路产生点动脉冲 每按一次开关产生一个正脉冲 使触发 器构成的计数器计数 1 次 图 f 是用开关电路产生负脉冲 每按一次开关产生 一个负脉冲 四 电路的安装与调试四 电路的安装与调试 数字电路系统的设计完成后 一个重要的步骤是安装调试 这一步是对设计内 容的检验 也是设计修改的实践过程 是理论知识和实践知识综合应用的重要环节 安装调试的目标是使设计电路满足设计的功能和性能指标 并且具有系统要求的可 靠性 稳定性 抗干扰能力 这里简要叙述安装调试数字电路的几个步骤 1 检测电路元件 最主要的电路元件是集成电路 常用的检测方法是用仪器测量 用电路实验 或 用替代方法接入已知的电路中 集成电路的检测仪器主要用集成电路测试仪 还可 用数字电压表作简易测量 实验电路则模拟现场应用环境测试集成芯片的功能 替 代法测试必须具备已有的完好工作电路 将待测元件替代原有器件后观察工作情况 除集成电路芯片外 还应检测各种准备接入的其他各种元件 如三极管 电阻 电容 开关 指示灯 数码管等 应确信元件的功能正确 可靠才能装入电路安装 2 电路安装 数字电子技术 课程设计指导书 8 数字电路系统在设计调试中 往往是先用面包板进行试装 只有试装成功 经 调试确定各种待调整的参数合适后 才考虑设计成印制电路 试装中 首先要选用质量较好的面包板 使各接插点和接插线之间松紧适度 安装中的问题往往集中在接插线的可靠性上 特别需要引起注意 安装的顺序一般是按照信号流向的顺序 先单元后系统 边安装边测试的原 则进行 先安装调试单元电路或子系统 在确定各单元电路或子系统成功的基础上 逐步扩大电路的规模 各单元电路的信号连接线最好有标记 如用特别颜色的线 以便能方便断开进行测试 3 系统调试 系统调试试将安装测试成功的各单元连接起来 加上输入信号进行调试 发 现 问题则先对故障进行定位 找出问题所在的单元电路 一般采用故障现象估测法 根据故障情况估计问题所在位置 对分法 将故障大致所在部分的电路对分成 两部分 逐一查找 对比法 将类型相同的电路部分进行对比或对换位置 等 系统测试一般分静态测试和动态测试 静态测试时 在各输入端加入不同电 平值 加高电平 一般接 1 千欧以上电阻到电源 低电平 一般接地 后 用数 字万用表测量电路各主