课程设计出租车计费器

1、电子技术课程设计报告题目： 基于 Multisum的出租车计价器课程设计学生姓名 ： 李少华学生学号 ： 1314050317年级：13级专业： 电气工程及其自动化班级： 3班指导教师 ： 聂文艳机械与电气工程学院制2015年3月简单出租车计费器目录一设计任务.31.1设计目的和意义 . .31.1.1目的 .31.1.2意义 .41.2初始参数和要求 . .41.2.174LS160计数器的简介 .41.2.274LS85比较器的简介 .41.2.374LS283加法器的简介 .41.2.4初始要求 . .41.2.5所用软件工具 . .4二 系统设计.52.1系统工作原理 . .52.2器

2、件选择 .62.2.174LS160计数器的功能 .62.2.274LS283加法器组成预置数计数器 .72.2.374LS85 比较器的组成和内部结构 .82.2.4设计所需的器件归纳 . .92.3电路设计 . .92.3.1路程的计数及显示 . .92.3.2路程与预设值的比较 . .102.3.3加法器的预置 . .102.3.4电路整体的整合 . .112.4电路仿真测试 .112.4.1路程计数及显示 . .112.4.2系统整体电路运行及车费的显示 . .122.4.3仿真结论 . .12三 总结.133.1结论 . .133.2优点与不足 . .133.3心得与体会 .13参考

3、文献 .141简单出租车计费器基于 Multisum 的出租车计价器课程设计学生：李少华指导教师：聂文艳机械与电气工程学院：电气工程及其自动化一设计任务1.1 设计目的和意义目的1. 能构实现计程功能2. 实现计费功能，计费标准为：按行驶里程收费， 起步费为 6.0 元，并在车行 3 公里后再按 2.0 元 /公里，最高计费为 99.9 元，车停止不计费，能将车费显示出来。意义在我们是生活中， 乘坐出租车是再常见不过的了， 因此人们对出租车计费问题也是非常的敏感的。 随着出租车行业的发展， 对出租车计费器的要求也越来越高，用户不仅要求计费器性能稳定，计费准确，有防作弊功能；同时还要求其具有车票

4、资料打印 、卡付费、语音报话、和电脑串行通信等功能。因此出租车计费器在我们的生活中也是很重要的。1.2 初始参数和要求计数器的简介74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器，共有 54/74160 和 54/74LS160 两种线路结构型式。比较器的简介74LS85 比较器是一个 4 位数值比较器，它是由高位开始比较，逐位进行。若最高位已比较出大小， 则以后各位大小都对比较结果没有影响；如果最高位相等，则比较次高位；同理，次高位已比较出大小，则以后各位大小对结果没有影响。如果 4 位比较都相等， 则再看级联信号输入。 级联输入信号是由低位比较器的输2简单

5、出租车计费器出而来。加法器的简介74LS 加法器是 4 为超前进位加法器，能够实现两个数值信号的相加。初始要求电路能够实现初始设定，起步费为6.0 元，并在车行3 公里后再按 2.0 元/公里计算，车停止不计费，能将路程及车费显示出来。所用软件工具本次设计主要使用了Multisim10 进行电路的设计与仿真。Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称 IIT 公司 ) 推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程

6、师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。 Multisim提炼了SPICE 仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的 SPICE 技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过 Multisim 和虚拟仪器技术， PCB 设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。如图1 所示。EDA 在发达国家的应用状况3简单出租车计费器图 1 Multisim的应用NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Mult

7、isim ，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE 模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE 分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和 SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。二 系统设计2.1 系统工作原理本设计方案系统的总体工作原理如图 2 所示。按行驶里程收费， 起步费为 6.0 元，并在车行 3 公里后再按 2.0 元/公里，最高计费为 99.9 元，车停止不计费，将路程及车费显示出来。路程的计算来自于车轮给予的脉冲， 车启动后

8、计费器开始工作。 本设计方案为设定每米车轮给路程计数器一个脉冲， 并通过显示器把路程显示出来， 同时把路程与预置的 3 公里进行比较， 当路程小于等于 3 公里时，车费显示为 6 元。当路程大于 3 公里且接收到 50 米脉冲时，计费器加一毛钱。当加够一块钱时，计数器进位，与预置为 6 元的加法器相加。当加法器够十元，进位，使十元的计数器工作，计数。本设计方案，显示的最高车费为 99.9 元。4简单出租车计费器路程脉冲计数显示路程与 3 公里比较50 米脉冲大于3公里时十进制计数器，每来进位进位一个脉冲，加一毛钱计数器及预置计数器6 元的加法器显示多少毛钱显示多少元钱显示多少十元图 2、工作原

9、理图本设计方案的系统主要电路图如图3 所示。两个脉冲发生器均为由车轮传来的并经过计数器计数的脉冲。且此图只显示车费。图 3、系统主要电路图5简单出租车计费器2.2器件选择计数器的功能图 4、 74LS160 芯片图74LS160 是一个具有异步清零、 同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器，共有54/74160 和 54/74LS160 两种线路结构型式。74LS160 异步清零端 /MR1 为低电平时，不管时钟端CP 信号状态如何，都可以完成清零功能。74LS160 的预置是同步的。当置入控制器 /PE 为低电平时，在 CP 上升沿作用下，输出端 Q0-Q3 与数据输入端 P0-P3

10、 一致。对于 54/74160，当 CP 由低至高跳变或跳变前，如果计数器控制端 CEP、CET 为高电平，则 /PE 应避免由低至高电平的跳变，而 54/74LS160 无此种限制。74LS160 的计数是同步的，靠CP 同时加在四个触发器上而实现的。当 CEP、 CET 均为高电平时，在CP 上升沿作用下 Q0-Q3 同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。对于54/74LS160 的 CEP、CET 跳变与 CP 无关。74LS160 有超前进位功能。当计数溢出时，进位输出端（TC）输出一个高电平脉冲，其宽度为Q0 的高电平部分。在不外加门电路的情况下，可级联成N 位同步计数器。

11、6简单出租车计费器对于 54/74LS160，在 CP 出现前，即使 CEP、CET、/MR 发生变化，电路的功能也不受影响。选择 74LS160主要用于接受脉冲， 计算路程，及用其进位输出使控制车费的计数器工作进行计费。加法器组成预置数计数器图 5、 74LS283 芯片图图 6、 74LS283 结构图74LS283加法器是 4 为超前进位加法器，能够实现两个数值信号的相加。在本设计中，先使加法器A 端设为 6，B 端为计数器所输出的数值信号。而在本设计方案中，用上一级传来的进位，用计数器输出，与6 相加，这样就可以使输出数是从 6 到 9，后又可从 0 到 9 循环。比较器的组成和内部结

12、构74LS85 比较器的内部结构主要如图7 所示，其功能表如图8 所示。7简单出租车计费器图 7、74LS85 结构图图 8、74LS85 功能表74LS85 比较器是一个4 位数值比较器，它是由高位开始比较，逐位进行。若最高位已比较出大小， 则以后各位大小都对比较结果没有影响；如果最高位相等，则比较次高位；同理，次高位已比较出大小，则以后各位大小对结果没有影响。如果 4 位比较都相等，则再看级联信号输入。级联输入信号是由低位比较器的输出而来设计所需的器件归纳表 1 所需的器件序号器件型号数量8简单出租车计费器1计数器74LS16062加法器74LS28313比较器74LS28314与非门74

13、LS0015与门74LS0816非门74LS0417七段数码显示器DCD-HEX38时钟电压源22.3电路设计按照设计原理图来一步步分模块进行设计，然后综合。路程的计数及显示设函数发生器为车轮每米所传来的信号，则即可用74LS160对其进行计数。下图图 9 仅为百米的计数器。图 9、 0099 的计数器电路图路程的计数与显示即可从这个方法得出，有时路程远了， 其实也就不用计数器了，一般都是两人直接商量车费价格了，所以说，路程显示不一定要很大，109简单出租车计费器公里就差不多了。路程与预设值的比较电路如图 10 所示，设函数发生器1 为车轮直接传来的脉冲信号， 函数发生器 2 为通过计数器计数

14、完的总路程脉冲信号。预设比较器一端为 3，与传来的信号相比较，当小于或等于 3 公里时，比较器输出为 0，即此段时间车费显示为 6 元。当传来脉冲信号大于 3 公里且上面的计数器计数到 50 米后，通过与门输出高电平，使下一个计数器开始计数，1图 10、比较器的应用2加法器的预置使加法器 A1A4 端预置为 6，B1B4 端为计数器所输出的数值信号。而在本设计方案中，用上一级传来的进位，用计数器接受并输出到加法器，使其与 6 相加，这样就可以使输出数不会突变，而是在6 的基础上循环。10简单出租车计费器图 11、加法器的预置电路整体的整合经过前面的设计后， 可以说各部分的功能也已基本实现， 接

15、着的应把各部分的电路整合起来，整合后的系统电路图如图 3 所示。2.4电路仿真测试路程计数及显示图 12、路程计数电路11简单出租车计费器系统整体电路运行及车费的显示图 13、综合电路仿真结论经过路程计数的显示与车费计费的显示表明，该设计基本符合设计要求， 实现了计费器的计程功能与计费功能。12简单出租车计费器三 总结3.1 结论1. 设计原理明了，设计步骤清晰，设计电路基本达到设计的要求；2. 这次的课程设计使我对所学的数电知识起到了加深和巩固的作用， 也使我有的了搭建和调试实验电路的能力；3. 锻炼了我主动学习的能力、 与他人合作的能力， 及从各种渠道获得一定的资料共同加以学习研究，提高了

16、个人的综合动手能力。4. 使我对 Multisim10 有了更深入的了解。3.2 优点与不足优点：该计费器实现了预置参数自动计费、自动计程。不足：电路有点过于复杂，所用器件多， 导致在总的电路图中没有能把路程显示部分画出来。3.3心得与体会经过这次课程设计使我学会了很多，也成熟了许多。在这此设计之前， 其实我并没有真正的接触过电子类的课程设计。 刚到手的时候，想着应该不难吧。但等到动手画电路图的时候感觉不知从何入手， 感觉有点乱，有点慌。经过多处搜索和多方建议，终于把一个小电路画出来了，可是一次模拟不出电路就觉得很失望。 但是在同学们和老师的鼓励下， 我慢慢地调整了心态，慢慢的做。俗话说得好， “万事开头难”。此次的课程设计， 让我懂得了实践的重要性，即使课本知识掌握的很好，如果不经常应用，也只是一些支离破碎的知识，与实际还是有一定的差距的，而课本知识的运用而实际动手能力很差，理论与实践结合不起来，学得再好也没用。这次课程设计恰好是将课本知识的巩固与综合运用结合起来， 再加上实际动手能力的培养三者结合起来，让我们做到真正的学以致用。13简单出租车计费器这次设计让我明白了一个道理， 再做任何事情之前，不管它难不难，都应把态度摆好，都要认真地去