出租車(chē)計(jì)價(jià)器控制電路設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)十七出租車(chē)計(jì)價(jià)器控制電路設(shè)計(jì)一、簡(jiǎn)述坐過(guò)出租車(chē)的人都知道，只要汽車(chē)一開(kāi)動(dòng)，隨著行駛里程的增加，就會(huì)看到汽車(chē)前面的計(jì)價(jià)器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大，而當(dāng)行駛到某一值時(shí)，（如5km）計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示開(kāi)始從起步價(jià)（如10元）增加。當(dāng)出租車(chē)到達(dá)某地需要在那里等候時(shí)，司機(jī)只要按一下“計(jì)時(shí)”鍵，每等候一定時(shí)間，計(jì)費(fèi)顯示就增加一個(gè)該收的等候費(fèi)用，汽車(chē)?yán)^續(xù)行駛時(shí)，停止計(jì)算等候費(fèi)，繼續(xù)增加里程計(jì)費(fèi)。到達(dá)目的地，便可按顯示的數(shù)字收費(fèi)。出租車(chē)計(jì)價(jià)器控制電路框圖如圖2.17.1所示。圖2.17.1出租車(chē)計(jì)價(jià)器控制電路框圖二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求利用TTL/CMOS數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)出租車(chē)計(jì)價(jià)器邏輯控制線路，具體要求如下：1.進(jìn)行里程顯示。里程顯示為三位數(shù)，精確到1公里。2.能預(yù)置起步價(jià)。如設(shè)置起步里程為5公里，收起步價(jià)費(fèi)10元。3.行車(chē)能按里程收費(fèi)，能用數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)設(shè)置每公里單價(jià)。4.等候按時(shí)間收費(fèi)，如每10分鐘增收1公里的款。5.按復(fù)位鍵，顯示裝置清0，（里程清0，計(jì)價(jià)部分滅0）。6.按下計(jì)價(jià)鍵后，汽車(chē)運(yùn)行計(jì)費(fèi)，候時(shí)關(guān)斷；候時(shí)計(jì)數(shù)時(shí)，運(yùn)行計(jì)費(fèi)關(guān)斷。三、可選用器材1.XK系列數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)2.直流穩(wěn)壓電源3.集成電路：74LS74、74LS83、74LS244、74LS290及門(mén)電路4.顯示：CL0025.數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)、按鈕、阻容元件四、設(shè)計(jì)方案提示1.里程計(jì)數(shù)及顯示在出租車(chē)轉(zhuǎn)軸上加裝傳感器，以便獲得“行駛里程信號(hào)”。設(shè)汽車(chē)每走10米發(fā)一個(gè)脈沖，到1公里時(shí)，發(fā)100個(gè)脈沖，所以對(duì)里程計(jì)數(shù)要設(shè)計(jì)一個(gè)模100計(jì)數(shù)器，如圖2.17.2所示。里程的計(jì)數(shù)顯示，則用十進(jìn)制、譯碼顯示即可，見(jiàn)圖2.17.3。計(jì)數(shù)器采用74LS290，顯示可用譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示三合一器件CL002或共陰、共陽(yáng)顯示組件（74LS248、LC5011-11或74LS247、LA5011-11）。圖2.17.2模100計(jì)數(shù)器圖2.17.3里程計(jì)數(shù)、譯碼、顯示2.計(jì)價(jià)電路該電路由兩部分組成。一是里程計(jì)價(jià)：在起價(jià)公里以?xún)?nèi)（如5公里內(nèi)），按起步價(jià)算；若超過(guò)起價(jià)公里，則每走一公里，計(jì)價(jià)器則加上每公里的單價(jià)款。二是等候計(jì)價(jià)；汽車(chē)運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷計(jì)時(shí)等待，而當(dāng)要等候計(jì)數(shù)時(shí)，需要手動(dòng)按動(dòng)“等候”計(jì)費(fèi)開(kāi)關(guān)，進(jìn)行計(jì)時(shí)，時(shí)間到（如10分鐘），則輸出1公里的脈沖。相當(dāng)于里程增加1公里，數(shù)字顯示均為十進(jìn)制數(shù)，因此，加法也要以BCD碼相加。一位BCD碼相加的電路如圖2.17.4所示，當(dāng)二位二進(jìn)制BCD碼數(shù)字相加超過(guò)數(shù)值9時(shí)，有進(jìn)位輸出。圖2.17.4一位8421BCD碼加法器圖2.17.5里程判別電路里程判別電路如圖2.17.5所示。當(dāng)所設(shè)置的起價(jià)公里數(shù)到時(shí)，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。圖2.17.5中為5公里時(shí)觸發(fā)器動(dòng)作。3.秒信號(hào)發(fā)生器及等待計(jì)時(shí)電路秒信號(hào)可用32768Hz石英晶振經(jīng)CD4060分頻后獲得。簡(jiǎn)易的可用555定時(shí)器近似獲得。候時(shí)計(jì)數(shù)器每10分鐘輸出一個(gè)脈沖。個(gè)位秒計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制，分計(jì)數(shù)器為十進(jìn)制，這樣就組成了600進(jìn)制計(jì)數(shù)器。4.清零復(fù)位清零復(fù)位后，要使各計(jì)數(shù)均清0，顯示器中僅有單價(jià)和起步價(jià)顯示外，其余均顯示為0。汽車(chē)啟動(dòng)后，里程顯示開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)汽車(chē)等候時(shí)，等候時(shí)間開(kāi)始顯示。運(yùn)行計(jì)數(shù)和等候計(jì)數(shù)二者不同時(shí)計(jì)數(shù)工作。五、參考電路根據(jù)出租車(chē)計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，其參考邏輯電路如圖2.17.6所示。六、參考電路簡(jiǎn)要說(shuō)明圖2.17.6出租車(chē)計(jì)價(jià)器分別由里程計(jì)數(shù)單元，候時(shí)計(jì)數(shù)單元，起步價(jià)、單價(jià)預(yù)置開(kāi)關(guān)，加法器、顯示及控制觸發(fā)器等部分組成。1.里程計(jì)數(shù)顯示單元出租車(chē)起動(dòng)后，每前進(jìn)10米，發(fā)一個(gè)脈沖，通過(guò)IC19與門(mén)（74LS08），輸入到IC4CP0端進(jìn)行計(jì)數(shù)，IC4、IC5（74LS290）為模100計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿(mǎn)1km（100×10），在IC5的Q3輸出一個(gè)脈沖，使IC6計(jì)數(shù)，顯示器就顯示1公里。IC6、IC7、IC8為三位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)程（數(shù)）最大范圍為999。出租車(chē)計(jì)價(jià)（程）時(shí)，開(kāi)關(guān)K合上（打在位置2上）。2.時(shí)間等候計(jì)數(shù)IC3、IC2、IC1為時(shí)間等候計(jì)數(shù)器。當(dāng)出租車(chē)在等候時(shí)，司機(jī)按一下“候時(shí)”鍵，IC9（FF1）被置成1，觸發(fā)器Q端輸出1信號(hào)，使555定時(shí)振蕩，輸出1Hz的脈沖到IC1、IC2，進(jìn)行60秒計(jì)數(shù)，IC3為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)滿(mǎn)10分鐘，輸出一個(gè)脈沖，CP10到IC18或門(mén)，給里程計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，即等候10分鐘，相當(dāng)于行駛1公里。若等候5分鐘時(shí)，汽車(chē)恢復(fù)行駛，這時(shí)，汽車(chē)運(yùn)行輸出的脈沖，使IC9（FF1）翻轉(zhuǎn)（Q=0），計(jì)時(shí)停止而轉(zhuǎn)入計(jì)程。這樣，二者不會(huì)重復(fù)計(jì)數(shù)。實(shí)現(xiàn)正確、合理的收費(fèi)。3.計(jì)價(jià)電路部分起步價(jià)由預(yù)置開(kāi)關(guān)設(shè)置，開(kāi)關(guān)的輸出為BCD碼，四位并行輸入，通過(guò)三態(tài)門(mén)IC10、IC12（74LS244）顯示器顯示?；酒鸩絻r(jià)所行駛的里程到達(dá)后，按每行駛1公里的單價(jià)進(jìn)行計(jì)價(jià)。由控制觸發(fā)器IC9（FF2）控制起步里程到否？若起步里程（圖中設(shè)為5km）使IC9（FF2）Q端為1,Q=0，這樣IC11和IC13連通，顯示器顯示的為起步價(jià)、單價(jià)之和的值。圖2.17.6出租車(chē)計(jì)價(jià)器邏輯電路參考圖其實(shí)，本電路剛開(kāi)始起動(dòng)（復(fù)位）時(shí)，已經(jīng)將起步價(jià)經(jīng)IC10、IC14在IC15中與單價(jià)相加了一次（即加了1公里的費(fèi)用），所以，起步里程的預(yù)置值應(yīng)為6公里，即圖中IC6的計(jì)數(shù)范圍應(yīng)是0～6，IC20的Q2·Q1就是實(shí)現(xiàn)到起步里程數(shù)的自動(dòng)置數(shù)控制信號(hào)。兩位BCD碼數(shù)值的相加，是通過(guò)4位二進(jìn)制全加器74LS83進(jìn)行的，兩位相加若超過(guò)9，需進(jìn)行加6運(yùn)算，使之變?yōu)锽CD碼。圖2.17.7即為二位BCD碼加法器電路圖。圖2.17.7兩位BCD碼加法器電路圖4.復(fù)位、秒信號(hào)、候時(shí)信號(hào)