整改后的出租车历程计价器

1、整改后出租车里程计价器的设计1 设计主要内容及要求1.1 设计目的：（1）掌握出租车里程计价器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。1.2 基本要求（1）行驶里程信号用传感器产生，假设车轮每转一圈为2米。出租车起价费3公里8元，此后为每550米加收1元;（2）计价表的计数、译码、显示系统；（3）里程数的计数、译码、显示系统。1.3 发挥部分（1）等候时间为3分钟计价器加收1元，等候时间信号由时钟产生；（2）本路程的行驶时间显示（时、分、秒）； 2 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其

2、中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为a3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。3 时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12010.

3、07.05讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图打分22010.07.06检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误打分32010/07/07检查逻辑图并指出错误及纠正；讲解接线图绘制及报告书写打分42010.07.08继续修正逻辑图，指导接线图绘制方法，布置答辩打分52010.07.09答辩、写报告打分2010-07-05整改后出租车里程计价器中 文 摘 要本篇报告主要介绍了出租车里程计价器设计思路，计价器的组成，工作原理分析和参数的相关计算。根据课程设计基本要求，结合我所学的数字电子技术知识，我设计的出租车里程计价器由五个基本电路组成，包括里程计数电路，计价电路，行驶时间电路，等候

4、计价电路和各相关电路的译码显示电路。里程计数电路通过计数器接收车轮传感器的行驶脉冲，设定最小显示单位，选择合适的进制计数，本次设计我采用的最小显示单位为0.1公里，最大能显示到99.9公里。计价电路用一个50进制的计数器来接收100m一个脉冲信号，等计到3000m时自身停止计数，切换到一个275进制的计数器使之开始计数，它每计550m给总价计数器一个高电平脉冲信号使之计数，总价计数器为一个预置为8，能计数到99的计数器。行驶时间电路在时钟信号源的选择上，采用了由555构成的多谐振荡器，为时钟提供一个频率稳定的准确的方波信号,可保证计时准确及稳定。分频器电路将高频方波信号通过由计数器组成的分频电

5、路后得到1hz（即1s）的方波信号供秒计数器进行计数。行驶时间电路能计算秒，分，时。其中秒，分部分为六十位计数器，时为24制计数器。等侯计价电路采用555多谐振荡器和分频器所产生出的标准秒信号来使1个180进制的计数器计数，当开关打开使之开始计数，计数器每计到180s（3分钟）时，就会给总价计数器一个高电平脉冲信号，使总价计数器在原有的价格上追加一元。译码显示电路将计数器的输出转换成数码管需要的逻辑状态, 通过七段led数码管显示出来。本设计不仅实现了出租车计费、显示功能，还具有显示出租车累计行驶路程，行驶时间及等候计价功能，大大提高了设计的实用性。关键词 计数，计价，计时, 译码显示，多谐振

6、荡 i目 录课程设计（论文）任务书课程设计（论文）成绩评定表中文摘要.1设计任务描述. 11.1 设计题目.11.2 设计要求.11.2.1 设计目的.11.2.2 基本要求.11.2.3 发挥部分.12 设计思路.23 设计方框图.34 各部分电路设计及参数计算.4 4.1里程计数电路设计.4 4.2计价电路设计 . 4 4.3行驶时间电路设计及参数计算.54.3.1行驶时间电路设计.54.3.2参数计算.64.4等待计价电路设计.7 4.5译码显示电路设计及参数计算.7 4.5.1译码显示电路设计7 4.5.2参数计算85 工作过程分析.96元器件清单. .107主要元器件介绍.11 7.

7、1 计数器74ls160 . 117.1.1引脚图.117.1.2功能表.117.1.3引脚功能.11 7.2定时器5g555. .127.2.1引脚图.127.2.2功能表127.2.3引脚功能.12 7.3 7448七段译码器.137.3.1引脚图.137.3.2功能表147.3.3引脚功能.15小结.16致谢.17参考文献.18iii沈阳工程学院课程设计（论文）附录a1.19a2.20iii整改后出租车里程计价器1 设计任务描述1.1设计题目：整改后出租车里程计价器的设计1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）掌握出租车里程计价器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。1

8、.2.2 基本要求（1）行驶里程信号用传感器产生，假设车轮每转一圈为2米。出租车起价费为3公里8元，此后为每550米加收1元;（2）计价表的计数、译码、显示系统；（3）里程数的计数、译码、显示系统。1.2.3 发挥部分（1）等候时间为3分钟计价器加收1元，等候时间信号由时钟产生；（2）本路程的行驶时间显示（时、分、秒）；12 设计思路通过对课程设计的要求分析,我设计的出租车里程计价器基本电路由5个部分组成。1、里程计数电路,通过计数器计算车轮上的传感器产生的脉冲个数,已知车轮的周长,便可知出租车行驶的里程数。考虑到本次设计的计数要求，我使用0.1m作为最小计数单位，选择 74系列的ls160作

9、为主要计数元件。2、行驶计价电路,出租车起步的三公里为8元，此后每550m加收1元。通过分析可知该部分实际是计数进制的切换，我经过一番思考和查阅相关参考资料得出计价电路可以通过两种方式实现，一种是采用比较器，直接比较公里数进行选择切换进制，另一种则采用通过计数器使能端实现，当起步行驶距离达到一公里所需的脉冲个数，通过对计数器的使能端控制实现对计数进制的切换。为了是能够简化我的设计，采用尽可能少的器件类型，我选择了第二种设计方案，充分发挥74ls160计数器的功能。但无论采用哪种方式实现，计价器都需要预置为8。3、行驶时间电路,行驶时间由多谐振荡器产生的方波做作为信号源。为了能得到稳定准确的方波

10、信号，我采用了由555构成的多谐震荡器，设置适当电阻电容值产生每秒1000hz的脉冲再通过3个十进制计数器实现分频，最终产生秒脉冲。将振荡器和分频器产生的标准的秒信号送入计数器进行计数，“分”“秒”分别由60进制，“时”则为24进制，74ls160采用反馈置零可以实现60，24进制。4、等待计价电路，通过选择开关，将产生的秒脉冲通过等候计价电路的计数器，等候计电路采用一个180进制的计数器，即每3分钟计数器产生一个脉冲，使总计价器加一，实现每等候3分钟计价器加收一元。考虑到等候计价与行驶计价电路不能同时输出脉冲信号，但两个计价电路必有一个在向总计价电路输出脉冲信号，我使用与非门连接两部分电路。

11、5、译码显示电路,完成以上各部分的显示功能。将计数器的输出转换成数码管需要的逻辑状态, 通过七段led数码管显示出来。2整改后出租车里程计价器3 设计方框图传感器计价电路时钟电路等待计时电路行驶计时电路分频电路里程计数电路行驶时间显示电路里程显示电路计价显示电路3沈阳工程学院课程设计（论文）4 各部分电路设计及参数计算4.1里程计数电路设计本次设计设置出租车最小里程计数单位为0.1公里，所以电路采用一个50进制的计数器来接收车轮传感器的2m一个脉冲信号，当计到0.1公里时，就给一个1000进制的计数器一个高电平脉冲信号使之计数，里程计数器最大能计到99.9公里，并将计得的里程数能显示出来。计数

12、器我选择了十进制的74ls160，连接方式采用异步连接，反馈置零方式。里程计数部分的连接电路，如图4-1所示。图4-1里程计数部分的连接电路4.2计价电路设计本电路中采用一个30进制的计数器来接收100m一个脉冲信号，当计到3000m时自身停止计数，并给一个275进制的计数器一个高电平脉冲信号使之开始计数，通过与门非门的组合对使能端进行控制，实现计数进制的切换。它每计到550m时给总价计数器一个高电平脉冲信号使之计数，总价计数器是一个从8计到99的计数器，开始是8元，每到550m就追加1元，并计得的价钱数能显示出来。其中275进制计数器由两块74ls161组成，同样采用异步连接，反馈5整改后出

13、租车里程计价器置零实现275进制。其中总计价器个位需要预置为8 ，实现从8计到99。价钱计数部分的连接电路，如图4-2所示。图4-2价钱计数部分的连接电路4.3行驶时间电路设计及参数计算 4.3.1 行驶时间电路设计 由于555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。所以本电路采用一个555振荡器产生出一个1000hz的脉冲，经过由3个74ls160计数器组成的分频器的第一个计数器时，变成1/10（100hz）的脉冲，以此类推，最终经过分频器后产生了一个1hz的1s脉冲信号给时钟计数器使之计数时钟计数器由1个60进制的秒计数器、1个60进制的分

14、计数器和1个24进制的时计数器组成，当秒计数器到了60秒后给分计数器一个高电平脉冲信号使之计数，当分计数器到了60分钟后给时计数器，时计数器产生0到23小时的循环，并能将时间显示出来。计数器同样采用74ls160实现，不过连接方式采用同步连接，反馈置零。时钟部分的连接电路，如图4-3所示。6沈阳工程学院课程设计（论文）图4-3 时钟部分的连接电路4.3.2 参数计算555振荡器电路的振荡周期可由下式估算： t=t1+t2=1ms t2=0.7(r1+r2)c t1=0.7r2c若选定脉冲占空比为0.6，可得 =0.6 t2=0.61ms=0.6ms t1=t-t1=1-0.6=0.4ms 取电

15、容c=0.1f，则r2=5.714k。 r1=- r2=-5.4171000=3.1k 取r2=5.7k, r1=3.1k7整改后出租车里程计价器4.4等待计价电路等待计价电路采用555振荡器和分频器所产生出的标准秒信号来通过1个180进制的计数器计数，当开关打开使之开始计数，当计数器每计到180s（3分钟）时，就会给总价计数器一个高电平脉冲信号，总价计数器就在原有的价格上追加一元，总价计数器是一个从8计到99的计数器。当开关关闭后，计数器停止计数等待计价电路由3个ls160组成，采用异步连接方式，反馈置零。当车停止，等候计价电路工作，行驶计价电路暂停计价，将等侯计价电路与行驶计价电路的信号通

16、过与非门连接，可以实现等候计价与行驶计价的转换。等待计时部分的连接电路，如图4-4所示。图4-4等待计时部分的连接电路4.5 译码显示电路设计及参数计算4.5.1 译码显示电路设计在数字系统中，通常需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取处理结果，另一个方面用以监视数字系统工作情况。因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示译码器是驱动显示器件的核心部件。它可以将输入代码转换成相应的字符的控制信号，使之在数码管上显示出来。常用的数字显示译码器就是七段显示译码器，如图4-5所示。8沈阳工程学院课程设计（论文）图4-5 译码显示电路图七段显示译码器7448的输出为高电平有效，

17、即输出为1时，对应字段点亮；输出为0时，对应字段熄灭。该译码器能够驱动七段显示器显示16种字样。输入、和接收4位二进制码，输出a、b、c、d、e、f和g字段。例如：当输入某位数时，5=，七段中的a、c、d、f、g对应的发光二极管就会发光。4.5.2参数计算七段显示器实际上是把7个离散的发光二极管集成在一起led排列成8字形式许多七段显示器增加一个小数点dp变成8个led组合在一起。译码器的工作是将4比特bcd码转换成七段码，点亮正确的十进制数字相应的led段。图中每个led的阳极都要接到5v电源上，现在要点亮led，其阴极必须通过串联限流电阻接地，限流电阻的电阻值可以通过扣除led1.7v电压

18、降，产生约10ma电流的方法计算。rlimit=（5v-1.7v）/10ma=330显示单元的每一段都用同一方法点亮。共阳极显示器是低电平有效的器件，低电平相应段被点亮。9整改后出租车里程计价器5 工作过程分析本次设计的出租车里程计价器，采用数字电路实现对出租车的计价装置,本系统的设计电路由等待计时、公里计数、价钱计数、显示时间等几部分组成。当出租车启动，里程计数电路工作，车轮传感器产生行驶脉冲。里程计数电路通过一个50进制的计数器来接收车轮传感器的2m一个脉冲信号，当累计最小计数单位到100m时，就给里程计数电路的1000进制的计数器一个高电平脉冲信号使之计数，这个1000进制的计数器计一个

19、数就是0.1公里，最大能计到99.9公里。里程计数电路通过译码显示电路将行驶距离显示出来。计价电路用一个30进制的计数器接收100m一个的脉冲信号。当30进制计数器达到进位时，表示已经行驶了3000m此时通过对使能端的控制，自身停止计数，并使275进制的计数器使能端接高电平，接受车轮传感器的产生的每2m一个的行驶脉冲信号并使之开始计数，它每计到550m时给总价计数器一个高电平脉冲信号使之计数。总价计数器是一个从8计到99的计数器，开始是8元，每经过550m就追加1元。计价电路再通过译码显示电路将行驶价钱显示出来。通过汽车启动接通振荡电路电源，使时钟震荡电路工作。时钟电路在信号源的选择上，采用了

20、由555定时器构成的多谐振荡器，给行驶时间电路提供一个频率稳定的准确的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。分频电路将高频方波信号分频后得到1hz（即1s）的方波信号供秒计数器进行计数。行驶时间显示电路由秒个位和秒十位,分个位和分十位，时个位和时十位计数器电路组成。其中秒，分为60进制,小时为24制计数器。等待计价电路接受555振荡器和分频器所产生出的标准秒信号来使1个180进制的计数器计数。当开关打开使之开始计数，当计数器计到180s（3分钟）时，就会给总价计数器一个高电平脉冲信号，总价计数器就在原有的价格上追加一元。当开关关闭，计数器停止计数。10沈阳工程学院课程设计（论文）6 元器件清

21、单序号元件名称规格数量1定时器5g5551片2计数器74ls160 20片3计数器74ls1613片4显示器bs20111片5译码器74ls4811片6四二输入与门74hc083片7四二输入与非门74hc002片8三三输入与门74hc111片9六组反向器74hc045片9滑动变阻器10 k1个10电阻2 k1个11电阻5.1 k1个12电阻33077个13电容0.1 uf1个14电容0.01 uf6个11整改后出租车里程计价器7主要元器件介绍7.1计数器 74ls1607.1.1 引脚图7.1.2 功能表清 零cr预 置ld使 能s1  s2 时 钟 cp预 置 数 输 入a b c

22、 d输 出qa qb qc qd01111d0111d dd d0 1d 01 1 d 上 升 沿 d d 上 升 沿d d d da b c dd d d dd d d dd d d d 0 0 0 0 a b c d 保 持 保 持 计 数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。该计数器还可以作为其他进制的计数。在异步清零的时候计数器会出现无效状态。在同步预置数的计数器通过对计数器预置进行累加计数的。7.1.3 引脚功能1脚：计数器清0端20脚：电源端12沈阳工程学院课程设计（论文）7脚，9脚：计数控制端8脚：接地端9脚：预置端7.2 定时器5g55

23、57.2.1 引脚图7.2.2 功能表输入输出阀值输入<vcc>vcc<vcc触发输入<vcc>vcc>vcc复位0111输出010不变放电管t导通截止导通不变7.2.3引脚功能1脚：外接电源负端vss或接地，一般情况下接地。2脚：低触发端3脚：输出端vo13整改后出租车里程计价器4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、th处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：vc为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01f电容接地，以防引入干扰。6脚：th高触发端7脚

24、：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。8脚：外接电源vcc，双极型时基电路vcc的范围是4.5 16v，cmos型时基电路vcc的范围为3 18v。一般用5v。7.3 7448七段译码器7.3.1引脚图 14沈阳工程学院课程设计（论文）7.3.2 功能表十进制 或功能输入lt rbi d c b abi/rboa b c d e f g0123456789101112131415h h l l l lh × l l l hh × l l h lh × l l h h h × l h l lh × l h l hh ×

25、; l h h lh × l h h hh × h l l l h × h l l hh × h l h lh × h l h hh × h h l lh × h h l hh × h h h lh × h h h hhhhhhhhhhhhhhhhhh h h h h h ll h h l l l lh h l h h l hh h h h l l hl h h l l h hh l h h l h hl l h h h h hh h h l l l lh h h h h h hh h h l l h h

26、l l l h h l hl l h h l l hl h l l l h hh l l h l h hl l l h h h hl l l l l l l消 隐脉冲消隐灯 测 试× × × × × ×h l l l l ll × × × × ×llh l l l l l l l l l l l l l l h h h h h h h15整改后出租车里程计价器7.3.3引脚功能在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量的结果；另一方面用于监视

27、数字系统的工作情况。因此，数字显示电路是不可缺少的部分。数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成。7448是七段显示译码器，它是分段数码管利用不同发光段组合的方式显示不同数码的。为了使数码管能够将数码所代表的数显示出来，必须将数码经译码器译出，然后经过驱动器点亮所对应的段。7448输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能。它有3个辅助控制端lt、rbi、bi/rbo，现分别简要说明如下：灭灯输入bi/rbobi/rbo是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出。当bi/rbo作输入使用且bi=0时，无论其他输入端是什么电平，所有各段输出ag

28、均为0，所以字形熄灭。试灯输入lt当lt=0时，bi/rbo是输出端，且rbo=1，此时无论其他输入端是什么状态，所有各段输出ag均为1，显示字形 。该输入端常用于检查7448本身及显示器的好坏。动态灭零输入rbi当lt=1，rbi=0且输入代码dcba=0000时各段输出ag均为低电平，与bcd码相应的字形 熄灭，故称“灭零”。利用lt=1与rbi=0可以实现某一位0的“消隐”。此时bi/rbo是输出端，且rbo=0。动态灭零输入rbobi/rbo作为输出使用时受控于lt和rbi。当lt=1且rbi=0，输出代码dcba=0000时，rbo=0；若lt=1且rbi=1，则rbo=1。该端主要

29、用于显示多位数字时，多个译码之间的连接。由功能表还可以看出，对输入代码0000，译码条件是：lt和rbi同时等于1，而对其他输入代码则仅要求lt=1，这时候，译码器各段ag输出的电平是由输入bcd码决定的，并且满足显示字形的要求。16沈阳工程学院课程设计（论文）小 结出租车里程计价器是集模拟电子技术和数字电子技术为一体的一种综合应用，采用数字电路实现对出租车的计价装置,整个出租车里程计价器主要由振荡器、分频器、计数器、译码显示器、显示器等几部分组成。 通过本次设计，了解了中规模集成器件组成出租车里程计价器的基本原理，深化了所学的电子技术理论知识，最主要的是培养了综合运用所学知识能力的，并了解了

30、一般小型电子产品的设计思想和基本设计步骤，同时增强了独立分析问题和解决问题的能力，同时也很好的掌握了分频器、计数器、译码器显示等数字系统的实现方法。在设计的过程中，融入了自己的创新想法，增加了设计的兴趣。电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养工程人员的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中，电子技术课程设计是一个重要的实践环节，它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。通过课程设计要求实现以下两个目标：一、让学生初步掌握电子线路的实验、设计方法。二、课程设计为后续的毕业设计打好基础。学校给我们提供这种独立自主研究性学习的机

31、会，充分开发了我们的创新能力。让我们有机会把理论与实践相结合，为我们将来步入社会打下了良好的基础。首先，通过这次对出租车里程计价器的设计与制作，我了解了一些设计电路的步骤，同时也了解了关于里程计价器的设计原理与设计思想，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。在连接五十进制、一百八十进制、二百七十五进制的进位等接法中，要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能，那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了。虽然设计时间很紧迫，但在设计的过程中我们还是学到不少东西的，由于有些芯片我们根本没有学过，我们在查找这些资料的过程中就学到了很多东西，有些芯片本来我们不懂的，但

32、是经过查资料我们还是对那些不懂的芯片有了一定的了解。其次，这周的课程设计让我充分感受到团队合作的重要性。我不但学到了新知识，而且学会了如何与人合作，与人沟通。在这周的课程设计中，我曾遇到不少难题，正是因为通过与同组同学讨论设计方案，共同研究解决出现的问题，交流心得体会，分享资料帮助我解决了不少问题，从而圆满完成了这次课程设计任务。最后，在这一周当中，从这次课程设计使我明白不只有结果才是最重要的，因为过程中的收获，就是这次设计的意义所在。在以后的日子自己应该更加努力认真,以沉着冷静的心态去办好每一件事情!17整改后出租车里程计价器致 谢数字逻辑课程设计的设计内容、根据任务书做出原始框图与设计原理图均是在我们的指导教师悉心指导下进行的。设计中的每一个环节无不凝聚着于老师的心血。于源老师和黄硕老师在数字逻辑课程设计有很多的实践经验，在面对问题时对我的悉心指导及其严谨的工作态度锐意创新的精神，使我们受益匪浅，在此特别向两位老师表示深深的感谢和由衷的敬意。通过这次对出租车里程计价器的设计与制作，我了解了一些设计电路的步骤，同时也了解了关于里程计价器的设计原理与设计思想，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握