課程設計出租車計費器

1、電子技術課程設計報告題目： 基于 Multisum的出租車計價器課程設計學生姓名 ： 李少華學生學號 ： 1314050317年級：13級專業(yè)： 電氣工程及其自動化班級： 3班指導教師 ： 聶文艷機械與電氣工程學院制2015年3月簡單出租車計費器目錄一設計任務.31.1設計目的和意義 . .31.1.1目的 .31.1.2意義 .41.2初始參數(shù)和要求 . .41.2.174LS160計數(shù)器的簡介 .41.2.274LS85比較器的簡介 .41.2.374LS283加法器的簡介 .41.2.4初始要求 . .41.2.5所用軟件工具 . .4二 系統(tǒng)設計.52.1系統(tǒng)工作原理 . .52.2器

2、件選擇 .62.2.174LS160計數(shù)器的功能 .62.2.274LS283加法器組成預置數(shù)計數(shù)器 .72.2.374LS85 比較器的組成和內(nèi)部結構 .82.2.4設計所需的器件歸納 . .92.3電路設計 . .92.3.1路程的計數(shù)及顯示 . .92.3.2路程與預設值的比較 . .102.3.3加法器的預置 . .102.3.4電路整體的整合 . .112.4電路仿真測試 .112.4.1路程計數(shù)及顯示 . .112.4.2系統(tǒng)整體電路運行及車費的顯示 . .132.4.3仿真結論 . .13三 總結.143.1結論 . .143.2優(yōu)點與不足 . .143.3心得與體會 .14參考

3、文獻 .151簡單出租車計費器基于 Multisum 的出租車計價器課程設計學生：李少華指導教師：聶文艷機械與電氣工程學院：電氣工程及其自動化一設計任務1.1 設計目的和意義目的1. 能構實現(xiàn)計程功能2. 實現(xiàn)計費功能，計費標準為：按行駛里程收費， 起步費為 6.0 元，并在車行 3 公里后再按 2.0 元 /公里，最高計費為 99.9 元，車停止不計費，能將車費顯示出來。意義在我們是生活中， 乘坐出租車是再常見不過的了， 因此人們對出租車計費問題也是非常的敏感的。 隨著出租車行業(yè)的發(fā)展， 對出租車計費器的要求也越來越高，用戶不僅要求計費器性能穩(wěn)定，計費準確，有防作弊功能；同時還要求其具有車票

4、資料打印 、卡付費、語音報話、和電腦串行通信等功能。因此出租車計費器在我們的生活中也是很重要的。1.2 初始參數(shù)和要求計數(shù)器的簡介74LS160 是一個具有異步清零、同步置數(shù)、可以保持狀態(tài)不變的十進制上升沿計數(shù)器，共有 54/74160 和 54/74LS160 兩種線路結構型式。比較器的簡介74LS85 比較器是一個 4 位數(shù)值比較器，它是由高位開始比較，逐位進行。若最高位已比較出大小， 則以后各位大小都對比較結果沒有影響；如果最高位相等，則比較次高位；同理，次高位已比較出大小，則以后各位大小對結果沒有影響。如果 4 位比較都相等， 則再看級聯(lián)信號輸入。 級聯(lián)輸入信號是由低位比較器的輸2簡單

5、出租車計費器出而來。加法器的簡介74LS 加法器是 4 為超前進位加法器，能夠實現(xiàn)兩個數(shù)值信號的相加。初始要求電路能夠實現(xiàn)初始設定，起步費為6.0 元，并在車行3 公里后再按 2.0 元/公里計算，車停止不計費，能將路程及車費顯示出來。所用軟件工具本次設計主要使用了Multisim10 進行電路的設計與仿真。Multisim是加拿大圖像交互技術公司（Interactive Image Technoligics簡稱 IIT 公司 ) 推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。工程

6、師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。 Multisim提煉了SPICE 仿真的復雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的 SPICE 技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。通過 Multisim 和虛擬儀器技術， PCB 設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。如圖1 所示。簡單出租車計費器圖 1 Multisim的應用NI Multisim軟件結合了直觀的捕捉和功能強大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對電路進行設計和驗證。憑借NI Multisim ，您可以立即創(chuàng)建具有

7、完整組件庫的電路圖，并利用工業(yè)標準SPICE 模擬器模仿電路行為。借助專業(yè)的高級SPICE 分析和虛擬儀器，您能在設計流程中提早對電路設計進行的迅速驗證，從而縮短建模循環(huán)。與NI LabVIEW和 SignalExpress軟件的集成，完善了具有強大技術的設計流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實現(xiàn)建模測量。二 系統(tǒng)設計2.1 系統(tǒng)工作原理本設計方案系統(tǒng)的總體工作原理如圖 2 所示。按行駛里程收費， 起步費為 6.0 元，并在車行 3 公里后再按 2.0 元/公里，最高計費為 99.9 元，車停止不計費，將路程及車費顯示出來。路程的計算來自于車輪給予的脈沖， 車啟動后計費器開始工作。 本設計方案為

8、設定每米車輪給路程計數(shù)器一個脈沖， 并通過顯示器把路程顯示出來， 同時把路程與預置的 3 公里進行比較， 當路程小于等于 3 公里時，車費顯示為 6 元。當路程大于 3 公里且接收到 50 米脈沖時，計費器加一毛錢。當加夠一塊錢時，計數(shù)器進位，與預置為 6 元的加法器相加。當加法器夠十元，進位，使十元的計數(shù)器工作，計數(shù)。本設計方案，顯示的最高車費為 99.9 元。4簡單出租車計費器路程脈沖計數(shù)顯示路程與 3 公里比較50 米脈沖大于3公里時十進制計數(shù)器，每來進位進位一個脈沖，加一毛錢計數(shù)器及預置計數(shù)器6 元的加法器顯示多少毛錢顯示多少元錢顯示多少十元圖 2、工作原理圖本設計方案的系統(tǒng)主要電路圖

9、如圖3 所示。兩個脈沖發(fā)生器均為由車輪傳來的并經(jīng)過計數(shù)器計數(shù)的脈沖。且此圖只顯示車費。5簡單出租車計費器圖 3、系統(tǒng)主要電路圖2.2器件選擇計數(shù)器的功能圖 4、 74LS160 芯片圖74LS160 是一個具有異步清零、 同步置數(shù)、可以保持狀態(tài)不變的十進制上升沿計數(shù)器，共有54/74160 和 54/74LS160 兩種線路結構型式。74LS160 異步清零端 /MR1 為低電平時，不管時鐘端CP 信號狀態(tài)如何，都可以完成清零功能。74LS160 的預置是同步的。當置入控制器/PE 為低電平時，在CP 上升沿作6簡單出租車計費器用下，輸出端 Q0-Q3 與數(shù)據(jù)輸入端 P0-P3 一致。對于 5

10、4/74160，當 CP 由低至高跳變或跳變前，如果計數(shù)器控制端CEP、CET 為高電平，則 /PE 應避免由低至高電平的跳變，而54/74LS160 無此種限制。74LS160 的計數(shù)是同步的，靠CP 同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。當 CEP、 CET 均為高電平時，在CP 上升沿作用下 Q0-Q3 同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。對于54/74LS160 的 CEP、CET 跳變與 CP 無關。74LS160 有超前進位功能。當計數(shù)溢出時，進位輸出端（TC）輸出一個高電平脈沖，其寬度為Q0 的高電平部分。在不外加門電路的情況下，可級聯(lián)成N 位同步計數(shù)器。對于 54/74LS

11、160，在 CP 出現(xiàn)前，即使 CEP、CET、/MR 發(fā)生變化，電路的功能也不受影響。選擇 74LS160主要用于接受脈沖， 計算路程，及用其進位輸出使控制車費的計數(shù)器工作進行計費。加法器組成預置數(shù)計數(shù)器圖 5、 74LS283 芯片圖7簡單出租車計費器圖 6、 74LS283 結構圖74LS283加法器是 4 為超前進位加法器，能夠實現(xiàn)兩個數(shù)值信號的相加。在本設計中，先使加法器A 端設為 6，B 端為計數(shù)器所輸出的數(shù)值信號。而在本設計方案中，用上一級傳來的進位，用計數(shù)器輸出，與6 相加，這樣就可以使輸出數(shù)是從 6 到 9，后又可從 0 到 9 循環(huán)。比較器的組成和內(nèi)部結構74LS85 比較

12、器的內(nèi)部結構主要如圖7 所示，其功能表如圖8 所示。8簡單出租車計費器圖 7、74LS85 結構圖圖 8、74LS85 功能表74LS85 比較器是一個 4 位數(shù)值比較器，它是由高位開始比較，逐位進行。若最高位已比較出大小， 則以后各位大小都對比較結果沒有影響； 如果最高位相等，則比較次高位；同理，次高位已比較出大小，則以后各位大小對結果沒有影響。如果 4 位比較都相等，則再看級聯(lián)信號輸入。級聯(lián)輸入信號是由低位比較器的輸出而來設計所需的器件歸納表 1 所需的器件序號器件型號數(shù)量1計數(shù)器74LS16062加法器74LS28313比較器74LS28314與非門74LS0015與門74LS0816非

13、門74LS0417七段數(shù)碼顯示器DCD-HEX38時鐘電壓源29簡單出租車計費器2.3 電路設計按照設計原理圖來一步步分模塊進行設計，然后綜合。路程的計數(shù)及顯示設函數(shù)發(fā)生器為車輪每米所傳來的信號，則即可用74LS160對其進行計數(shù)。下圖圖 9 僅為百米的計數(shù)器。圖 9、 0099 的計數(shù)器電路圖路程的計數(shù)與顯示即可從這個方法得出，有時路程遠了， 其實也就不用計數(shù)器了，一般都是兩人直接商量車費價格了，所以說，路程顯示不一定要很大，10公里就差不多了。路程與預設值的比較電路如圖 10 所示，設函數(shù)發(fā)生器1 為車輪直接傳來的脈沖信號， 函數(shù)發(fā)生器 2 為通過計數(shù)器計數(shù)完的總路程脈沖信號。預設比較器一

14、端為 3，與傳來的信號相比較，當小于或等于 3 公里時，比較器輸出為 0，即此段時間車費顯示為 6 元。當傳來脈沖信號大于 3 公里且上面的計數(shù)器計數(shù)到 50 米后，通過與門輸出高電平，使下一個計數(shù)器開始計數(shù)，10簡單出租車計費器12圖 10、比較器的應用加法器的預置使加法器 A1A4 端預置為 6，B1B4 端為計數(shù)器所輸出的數(shù)值信號。而在本設計方案中，用上一級傳來的進位，用計數(shù)器接受并輸出到加法器，使其與 6 相加，這樣就可以使輸出數(shù)不會突變，而是在6 的基礎上循環(huán)。11簡單出租車計費器圖 11、加法器的預置電路整體的整合經(jīng)過前面的設計后， 可以說各部分的功能也已基本實現(xiàn)， 接著的應把各部

15、分的電路整合起來，整合后的系統(tǒng)電路圖如圖 3 所示。2.4電路仿真測試路程計數(shù)及顯示圖 12、路程計數(shù)電路12簡單出租車計費器系統(tǒng)整體電路運行及車費的顯示圖 13、綜合電路仿真結論經(jīng)過路程計數(shù)的顯示與車費計費的顯示表明，該設計基本符合設計要求， 實現(xiàn)了計費器的計程功能與計費功能。13簡單出租車計費器三 總結3.1 結論1. 設計原理明了，設計步驟清晰，設計電路基本達到設計的要求；2. 這次的課程設計使我對所學的數(shù)電知識起到了加深和鞏固的作用， 也使我有的了搭建和調試實驗電路的能力；3. 鍛煉了我主動學習的能力、 與他人合作的能力， 及從各種渠道獲得一定的資料共同加以學習研究，提高了個人的綜合動

16、手能力。4. 使我對 Multisim10 有了更深入的了解。3.2 優(yōu)點與不足優(yōu)點：該計費器實現(xiàn)了預置參數(shù)自動計費、自動計程。不足：電路有點過于復雜，所用器件多， 導致在總的電路圖中沒有能把路程顯示部分畫出來。3.3心得與體會經(jīng)過這次課程設計使我學會了很多，也成熟了許多。在這此設計之前， 其實我并沒有真正的接觸過電子類的課程設計。 剛到手的時候，想著應該不難吧。但等到動手畫電路圖的時候感覺不知從何入手， 感覺有點亂，有點慌。經(jīng)過多處搜索和多方建議，終于把一個小電路畫出來了，可是一次模擬不出電路就覺得很失望。 但是在同學們和老師的鼓勵下， 我慢慢地調整了心態(tài)，慢慢的做。俗話說得好， “萬事開頭難”。14簡單出租車計費器此次的課程設計， 讓我懂得了實踐的重要性，即使課本知識掌握的很好，如果不經(jīng)常應用，也只是一些支離破碎的知識，與實際還是有一定的差距的，而課本知識的運用而實際動手能力很差，理論與實踐結合不起來，學得再好也沒用。這次課程設計恰好是將課本知識的鞏固與綜合運用結合起來， 再加上實際動手能力的培養(yǎng)三者結合起來，讓我們做到真正的學以致用。這次設計讓我明白了一個道理， 再做任何事情之前，不管它難不難，都應把態(tài)度擺好，都要認真地去