数电模电课程设计出租车计价器.docx
w sii-hm 9lr<0 蕾 招即Hkf旧冬SB学号 0720100082指导河南理工大学万方科技学院-设计任务与要求这个系统的主要功能是：1. 汽车随着行驶里程的增加，计价器里程数字显示的读数从零逐渐增大，而当行 驶到3公里时计费数字显示开始从起步价5元增加。到达目底地，便可按显示 的数字收费。2. 计时功能，当计程车到达某地需要在那里等候时，只要按一下计时”键，每 等候一定时间，计费显示就增加一个该收的等候费用。当汽车继续行驶时，停止 计算等候费，继续增加里程计费。二使用元件1. NET系列数字电子技术实验系统2. 直流稳压电源3. 集成电路：74LS74、74LS83、74LS244、74LS290、4060、4518及门电路4. 显示：CL0025. 数据开关、按钮、阻容元件若干三计价指标&按启动键后开始计费。a起步价为6元，起步价内行驶里程为3公里。3起步价3公里之后，正常行驶速度下每公里2元，小于0.1元不计费。4起步价3公里之后，当行驶速度等于或者小于120米/分钟时，不再按距离计费改为按时间计费，每10秒0.1元，小于10秒不计费。3起步价（3公里）内只按距离计费，不按时间计费。6按下客键后，计价器计费停止，显示总计的车费。3关闭启动键后，计价器清零，显示全零。下图为计程车计价器控制电路整体框图。计程车计价器控制电路框图：计程车传感信号候时起动图1计程车计价器控制电路框图如图2所示为出租车计价器控制电路框图图2出租车计价器控制电路框图.总体设计方案1里程计数及显示在计程车转轴上加装传感器，以便获得行驶里程信号”。设汽车每走10 米发一个脉冲，到1公里时发100个脉冲，所以对里程计数要设计一个模100计数器，如下图所示。CP804020108421图3 模100计数器里程的计数显示，则用十进制计数，译码显示即可，计数器采用74LS290 ,显示可用译码、驱动，显示三合一器件CL002或共阴、共阳显示组件（74LS248、LC5011-11 或 74LS247、LA5011-11)。Q=1，里程到Q=0，里程未到Q3 Q2 Q1 Q0 CP(1KM) 公里计数器CCP(1KM) 74LS290_ _Q_qL _&叩4阮CLK D图4 里程计数、译码、显示图5里程计数电路图2计价电路该电路由两部分组成，一是里程计价：在起价公里以内（如3公里内），按 起步价算；若超过起价公里，则每走一公里，计价器则加上每公里的单价款。二 是等候计价；汽车运行时，自动关断计时等待，而当要等候计数时，需要手动按 动“等侯”计费开关，进行计时，时间到（如10分钟），则输出1公里的脉冲， 相当于里程增加了 1公里，数字显示均为十进制数。因此，加法也要以BCD码 相加。一位BCD码相加的电路如图6所示，当二位二进制BCD码数字相加超过 数值9时，有进位输出。A3A2A1A074LS83B3B2B1B0COS3S2S1S0A3A2S3A1S2A074LS83B3B2S1B1S0B0BCD码和数输出进位输入图6 一位8421BCD码加法器里程判别电路如图7所示。当所设置的起价公里数到时，使触发器翻转。图7中为3公里时触发器动作。Q=1，里程到CLKQ=0,里程未到CP(1KM)Q3 Q2 Q1 Q0 公里计数器°74LS290图7 里程判别电路3.秒信号发生器及等巾矣计时电路秒信号可用32768Hz石英晶体振荡经CD4060分频后获得。简易的可用555定时器近似获得。我们采用14位同步二进制计数器和振荡器4060，夕卜接石英晶体实现振荡 与分频功能，可以输出2Hz的信号，在经过二分频就可以得到1Hz ( T=1s )的 脉冲信号。14位同步二进制计数器和振荡器4060由两部分组成，一部分是14级分 频器，分频系数为1616384，从Q4Q14端输出；另一部分是振荡器电路， 通过外接电阻和电容构成RC振荡器，或外接石英构成晶体振荡器。图如图8 所示，功能表见表1。由功能表可知，CLR为复位端，高电平时计数器清零，低 电平时，执行计数器功能。输入输入计数器功能CKICLRT0保持10加计数清除表1 4060功能表我们可以用4060的Q4端得到的2Hz的脉冲信号进入有4518构成的二分频器，在输出端Q0上就可以得到1Hz的脉冲信号。功能表如表2。电路如图8所示。输入输出侯时计数器每10分钟输出一个脉冲，个位秒计数器为60进制，分计数器为十进制，这就组成了 600进制计数器。图8 4046和4518构成的二分频器4.里程计数显示单元计程车起动后，每前进10米，发一个脉冲，通过IC19与门（74LS08）， 输入到IC4CP0端进行计数，IC4、IC5 （ 74LS290 ）为模100计数器，当计数 器计满1Km（ 100*10），在IC5的Q3输出一个脉冲，使IC6计数，显示器就 显示1公里。IC6、IC7、IC8为三位十进制计数器，计程（数）最大范围为999。计程车计价（程）时，开关K合上（打在位置2上）5. 清零复位清零复位后，要使各计数均清0，显示器中仅有单价和起步价显示外，其余 均显示为0。汽车启动后，里程显示开始计数。当汽车等候时，等候时间开始显示。运行 计数和等候计数二者不同时计数工作。计程车计价器总图分别由里程计数单元、侯时计数单元、起步价、单价预置开关、 加法器、显示及控制触发器等部分组成。6. 时间等候计数IC3、IC2、IC1为时间等候计数器。当计程车在等候时，司机按一下侯时” 键，IC9被置成1，触发器Q端输出1信号，使4046定时振荡，输出1Hz的 脉冲到IC1、IC2、进行60秒计数，IC3为十进制计数器。当计满10分钟，输 出一个脉冲，CP10到IC18或门，给里程计数器计数，即等候10分钟，相当于 行程1公里。若等候5分钟时，汽车恢复行驶，这时，汽车运行输出的脉冲，使IC9翻 转（Q=0）,计时停止而转入计程。这样，二者不会重复计数，实现正确，合理 的收费。五.计价电路部分设计单价按最小单位元计，允许有小数点后一位，即以角计但总价按整元计， 最高价为999元。所用元件原理说明：(1) 74LS244起缓存作用，可将起步价预置直接显示到计价器又能将此信息存储 起来。(2) 74LS273为八D触发器：当R端为“1”时正常工作，当脉冲信号输入(行 程超过1km，或等待时间超过600s时)，芯片工作将D处信号输入，通过触发 器作用Q的n + 1次方为D，将信号从Q端输入。(3) 与门：在计价器中十位的七段数码管中引出的与门实现当位到达九时再从 BCD码加法器中再输入一个信号时即到达1010时从与门输出信号“T。一位BCD码加法器：可将小数点后按角计的部分累加，到满一元后从CO端 向二位BCD码加法器的C1端输入进位从而实现总价而不出现“角”。又满足 单位中对角的累加实现总价的合理性。(5)2位BCD码加法计数器：从八D触发器输出的信号引入BCD码加法器的A 端，从里程单价预制的信息输入B端通过BCD码加法器作用将两者的BCD码 相加，从S端输出，并将其引入计价器上与原来的数字相加而显示总价。C1端 为接受低位相高位的进位端。如图：(6)74LS290 : 74LS290 为 10 进制计数器，当其 R0=R1=R2=R1=0 时实现 其功能。此时将与门输出端所有的信号输入其CP脉冲端，使之每米一个脉 冲就在其输出端变化一位，并将其输出端引入七段数码管，从而实现最高价 位999的功能。8.复位、秒信号、侯时信号复位按钮按下后，所有计数器、寄存器清0,里程计价显示时全为0。而当复位按钮抬起后，计价器则显示起步价数值（里程单价显示不受复位信号控制）。侯时侔建”按下，IC9的Q=1，脉冲秒信号产生，使计时电计数。脉冲秒信号由4046定时电路产生。六.总体电路设计出租车计价器分别由里程计数单元，候时计数单元，起步价，单价预置开关，加 法器，显示及控制触发器等部分组成，如图
