出租车计价器的设计(最终稿)

1、长治学院 课程设计任务书 课程名称：课程名称：数字逻辑课 设计题目设计题目： 系系 别：别： 专专 业：业： 组组 别：别： 学生姓名学生姓名: : 学学 号号: 起止日期起止日期: 年 月 日 年 月 日 指导教师指导教师: 课程设计题目 姓名学号班级 系别专业 组别组长 组员 指导教师 课程设 计目的 课程设 计环境 课程设 计任务 和要求 课程设计工作进度计划 序号起止日期工 作 内 容 教研室审核意见： 教研室主任签字： 年 月 日 教学院（系）审核意见： 主任签字： 年 月 日 长治学院 课程设计报告 课程名称：课程名称：数字逻辑 设计题目设计题目： 出租车计价器的设计 系系 别：别

2、： 专专 业：业： 计算机科学与技术 组组 别：别： 第十组 学生姓名学生姓名: : 学学 号号: 起止日期起止日期: 2008 年 05 月 25 日 2008 年 06 月 15 日 指导教师指导教师: 教研室主任：教研室主任： 目 录 第一章第一章 需求分析需求分析.1 1.1 课程设计任务及要求.1 1.2 设计思想及开发环境.1 第二章第二章概要设计概要设计.2 2.1 本设计的功能构成.2 2.2 设计原理.2 第三章第三章 详细设计详细设计.3 3.1 设计方案.3 3.2 模块设计.4 3.3 系统综合设计.4 第四章第四章 调试和仿真调试和仿真.6 4.1 仿真软件简介.6

3、4.2 仿真结果.10 第五章第五章 总结与体会总结与体会.11 5.1 本文的主要工作.11 5.2 存在问题.11 5.3 心得体会.11 致致 谢谢.12 参考文献参考文献.13 第一章 需求分析 1.1 课程设计任务及要求 设计要求： 1.3Km 起计价，起始价 5 元，每公里 1 元； 2.传感器输出脉冲为 2 个/m； 3.每 0.5Km 改变一次显示，且提前显示（现实里程数和钱数） ； 4.画出电路原理图。 设计要求： 1.先进行方案论证，画出功能图； 2.分析要用到的电路模块； 3.使用 EWB 软件仿真。 1.2 设计思想及开发环境 设计思想： 首先，作为计价器电路必须具备里

4、程数显示计价显示自动更新功能，初步计划用 千进制计数器配合四位显示器实现；其次，电路中的计价显示应具备判断功能，计划 用四位比较器实现；最后，计价器外部机械传感脉冲用 cp 电源模拟。 （本设计题目旨 在通过亲自动手实践加深对数字逻辑课程中涉及的硬件系统的工作原理的理解，并掌 握初步应用它们基本功能的技能。故本课题的设计应做到所有功能的实现都必须用逻 辑门电路、逻辑芯片等非可编程逻辑器件来实现。 ） 开发环境：虚拟电子实验室 EWB9.0 汉化版。 第二章概要设计 2.1 本设计的功能构成 图 2-1 系统总概 如图 2-1 所示，本系统主要由脉冲产生器、脉冲计数器、里程数与计价产生器、 逻辑

5、比较器和显示终端五部分构成。对应 1.2 设计功能：模拟外部脉冲功能由脉冲模块 实现，里程数和计价先是自动更新功能由里程显示模块和计价显示模块实现，逻辑比 较功能由嵌于计价显示模块中的逻辑比较器实现。 2.2 设计原理 工作原理：总计数器根据外部传感器产生的脉冲信号向里程计数器和计价计数器 发送脉冲信号。然后里程计数器根据总信号通过显示驱动更新里程显示；计价计数器 根据总信号经逻辑比较器更新计价显示。 其中，外部机械传感器由 cp 源模拟，所有计数器用 74ls290 芯片组合，显示驱动 用 7447N 芯片，显示器用 SEVEN_SEG_COM_A 显示器。 五个模块中：脉冲产生模块由 CP

6、 电源构成，先是模块用 7447N 驱动芯片和 SEVEN_SEG_COM_A 显示器构成，计数模块中千进制计数器由 4 块 74LS290D 组成。 需重点设计为计数和逻辑比较模块。 第三章 详细设计 3.1 设计方案 方案一：方案一： 采用数字电路控制。其原理方框图如图 3-1 所示。采用传感器件，输出脉冲信号， 经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价。 图 3-1 数字控制系统概图 方案二：方案二： 采用单片机控制。利用单片机丰富的 IO 端口，及其控制的灵活性，实现基本的里 程计价功能和价格调节、时钟显示功能。其原理如图 3-2 所示。 图 3-2 单片机系统概图 方案一电路过于简

7、单，性能不够稳定，而且不能调节单价，也不能根据天气调节 计费标准，电路不够实用，且对设计员对硬件功能英用技能有较高的要求；方案二系 统可操作性和实用性强。但考虑到该课题的目的旨在通过亲自动手实践加深对数字逻 辑课程中涉及的硬件系统的工作原理的理解，并掌握初步应用它们基本功能的技能。 故采用方案一。 3.2 模块设计 1.计数器模块：系统需三块千进制计数器，均由四块 74ls290 芯片组合而成如图 3- 3 所示。 图 3-3 千进制计数器电路 2.显示驱动模块：四位显示器（小数点后保留一位）由 7447N 芯片和 SEVEN_SEG_COM_A 显示原件组成，如图 3-4 所示。 图 3-4

8、 四位逻辑输出模块电路 3.3 系统综合设计 系统综合电路如图 3-5 所示。 图 3-5 系统总电路 工作原理：工作原理： 总开关闭合后，千进制计数器一首先接受 cp 脉冲，然后分别向计数器二和计数器 三发送脉冲。显示驱动一和显示驱动二分别根据对应计数器更新显示。 说明：计数显示经计价预置信号从 5 元开始显示，里程显示从零开始显示。 第四章 调试和仿真 4.1 仿真软件简介 随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密相连，电子产品的 智能化日益完善，电路的集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越短。电子设计 自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能

9、设计、 逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。EDA 是在计算机辅助设 计（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。与早期的 CAD 软件相比， EDA 软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良 好的数据开放性和互换性。 电子工作平台 Electronics Workbench (EWB)(现称为 MultiSim) 软件是加拿大 Interactive Image Technologies 公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的 虚拟电子工作台软件， “虚拟电子工作平台” （Electronics Workbench） ，简称

10、 EWB，是 加拿大“Interactive Image Technologies”公司设计推出的电子电路仿真分析、设计软件。 与其它电路仿真软件相比较，EWB 具有界面直观、操作方便、采用图形方式创建电路 等优点，构造电路、调用元器件和测试仪器等都可以直接从窗口图形中调出，可以对 电子元器件进行一定程度的非线性仿真，不仅测试仪器的图形与实物相似，而且测试 结果与实际调试基本相似。使用虚拟测试仪器对电路进行仿真实验如同置身于实验室 使用真实仪器测试电路，既解决了购买大量元器件和高档仪器的难处，又避免了仪器 损坏等不利因素。同时在该软件下调试所得结果电路可以和 tango、protel 和 or

11、cad 等印 制电路设计软件共享，生成印制电路，自动排出印制电路版，从而大大加快了产品开 发速度，提高工作效率。而且该软件直观的电路图和仿真分析结果的显示形式非常适 合于电子类课程课堂和实验教学环节，是一种非常好的电子技术实训工具。可以弥补 实验仪器、元件少的不足及避免仪器、元器件的损坏，可以帮助学生更好地掌握课堂 教学内容，加深对概念、原理的理解，通过电路仿真，进一步培养学生的综合分析、 开发设计和创新能力。它具有这样一些特点： （1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台， 绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取； （2）软件仪器的控制

12、面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果； （3）EWB 软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法； （4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据； （5）EWB 还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比 实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器 测量方法。 EWB 的使用方法：的使用方法： 4-1EWB9.0 主窗口 创建一个仿真实验电路，必须掌握一些基本的操作方法。为了叙述方便，对鼠标 器和键盘的有关操作术语规定如下： 单击：按鼠标左键一下，然后马上放开； 双击：快速、连续按鼠标左键两下； 拖

13、曳：把鼠标指针放在某一对象上，按鼠标左键不放，移动鼠标指针到一个新的 位置，然后再释放鼠标左键。 1、创建空白文档及元器件的选用。 4-2 新建文件操作示意图 如图 4-2 所示，首先打开 EWB 软件然后在文件菜单里面点新建或者直接点新建按 钮，创建一个空白的电路图，然后根据电路需要，先在元器件库栏中打开该元器件库 的下拉菜单，然后从元器件库中将选中的元器件拖曳到电路工作区。 2、元器件的选中 4-3 元器件选择操作示意图 选择单个元器件的方法：单击要选中的元器件，被选中的元器件以红色显示，便 于识别。 选择多个元器件的方法：Ctrl+单击需要的所有元器件，被选中的所有元器件都以 红色显示。

14、如果要同时选中一组相邻的元器件，可以在电路工作区的适当位置拖曳画 出一个矩形区域，包围在该矩形区内的一组元器件即被同时选中。 取消选中元器件的方法：取消所有被选中元器件的选中状态，只需单击工作区的 空白部分。要取消某一元器件的选中状态，只需使用 Ctrl+单击该元器件。 3、元器件的移动 移动元器件至特定的位置，只要拖动该元器件即可。 如移动的元器件为多个，则必须先用前面的方法选中这些元器件，然后用鼠标的 左键拖曳其中的任意一个元器件，则所有选中的元器件就会一起移动到指定的位置。 需注意的是与其连接的导线也会重新排列。 如果只是想微移动某个（或某些）元器件的位置，也可以先选中它（们） ，然后再

15、 使用键盘上的箭头键作微小的移动。 4.2 仿真结果 系统电路仿真运行结果如图 4-4 所示。 （加几句对结果的说明和分析，这个结果是否符 合设计要求。 ） 4-4 电路仿真结果 第五章 总结与体会 5.1 本文的主要工作 主要对本课题开发过程进行归纳和总结，本课题在设计过程中所遇到的技术难点 及解决方法。这是我的内容说明，怎么还在这。本段再修改，把你做了什么写一下。 本课题通过让设计员较系统的亲自设计一个比较现实的功能电路对数字逻辑课程 中涉及的硬件系统的工作原理有了较深的理解，并掌握初步应用它们基本功能的技能。 5.2 存在问题 （1）该设计电路几家（计价）显示仍为连续显示； （2）该设计

16、电路仍未实现前三公里为五元显示的功能。 5.3 心得体会 通过本次设计，我系统的学习了 EWB 软件。系统的掌握了我们所学的知识，并且 得以应用。 在设计过程认真学习了相关的知识，极大地拓宽了我的知识面,我感到收获不小。 从开始熟悉这些知识到对整体设计的了解，再从概要设计、详细设计到开始使用软件， 以及最后的调试，整个过程感觉很充实。虽然遇到了不少困难，但当我通过自己查资 料，向指导老师请教以及与同学互讨论，而设计出解决方案并成功实现时，那种成就 感和满足感足以忘却所有的辛苦。但是由于毕业设计时间较短和自己知识的不足，所 以该设计还有许多不尽如人意的地方，可能在实际应用中有些功能不到位。 经过

17、这段时间的毕业设计实习，确实学到了不少的东西，同时也深感自己知识的 欠缺。虽然即将毕业，但在以后的学习工作中，一定要继续坚持不段地学习新兴的专 业知识及相关的非专业知识，只有这样才能紧跟时代的潮流。 由于我的知识浅薄，经验不足及阅历颇浅，因此，该设计还存有一些不足，比如 功能过少，计价有限等问题，我会在工作的使用过程中，根据工作的具体要求不断的 修改，完善，争取使该系统慢慢趋向完美。 致 谢 本课题在选题及设计过程中得到王永岗老师的悉心指导。王老师曾多次为我们指 点迷津，帮助我们开拓设计思路，精心点拨、热忱鼓励。 出租车计价器系统的设计能全部完成，并按预期的效果进行计时、计费、计程。 这都是在

18、王老师的指导下进行的，再次衷心的感谢王老师。 在此，我还要感谢在一起设计讨论的同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能 克服一个又一个的困难和疑惑，直至本设计的顺利完成。 感谢你们给予我的帮助。 在本系统的设计过程和论文编写过程中，还有很多老师、同学和朋友都给予了我 许多无私的帮助，尤其是我的指导老师王老师给我提出了很多宝贵的修改意见，在这 里，我向这些无私帮助我的人表示衷心的感谢！ 参考文献 1 周常森， 电子电路计算机仿真技术 ，山东科技出版社，2000 2 周正新， 电子设计自动话实践与训练 ，中国民航出版社，1988 3 吴培明， 电子技术虚拟实验 ，机械工业出版社，1999 4 钟问耀， EWB 电路设计入门与应用 ，清华大学出版社，2000 5 康华光， 电子技术基础 ，高等教育出版社，1998 6 刘润华， 现代电子系统设计 ，石油大学出版社，1998 7 邱关源， 电路 ，高等教育出版社，1997 8 陆 坤， 电子设计技术 ，电子科技大