整改后的出租车历程计价器.doc
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1、整改后出租车里程计价器的设计1 设计主要内容及要求1.1 设计目的:(1)掌握出租车里程计价器的构成、原理与设计方法;(2)熟悉集成电路的使用方法。1.2 基本要求(1)行驶里程信号用传感器产生,假设车轮每转一圈为2米。出租车起价费3公里8元,此后为每550米加收1元;(2)计价表的计数、译码、显示系统;(3)里程数的计数、译码、显示系统。1.3 发挥部分(1)等候时间为3分钟计价器加收1元,等候时间信号由时钟产生;(2)本路程的行驶时间显示(时、分、秒); 2 设计过程及论文的基本要求:2.1 设计过程的基本要求(1)基本部分必须完成,发挥部分可任选2个方向:(2)符合设计要求的报告一份,其
2、中包括逻辑电路图、实际接线图各一份;(3)设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交;报告的电子档需全班统一存盘上交。2.2 课程设计论文的基本要求(1)参照毕业设计论文规范打印,文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改,不少于3000字。图纸为A3,附录中的大图可以手绘,所有插图不允许复印。(2)装订顺序:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文(设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算(重要)、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍)、小结、参考文献、附录(逻辑电路图与实际接线图)。3 时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12010.
3、07.05讲解主要设计内容,学生根据任务书做出原始框图打分22010.07.06检查框图及初步原理图完成情况,讲解及纠正错误打分32010/07/07检查逻辑图并指出错误及纠正;讲解接线图绘制及报告书写打分42010.07.08继续修正逻辑图,指导接线图绘制方法,布置答辩打分52010.07.09答辩、写报告打分2010-07-05中 文 摘 要本篇报告主要介绍了出租车里程计价器设计思路,计价器的组成,工作原理分析和参数的相关计算。根据课程设计基本要求,结合我所学的数字电子技术知识,我设计的出租车里程计价器由五个基本电路组成,包括里程计数电路,计价电路,行驶时间电路,等候计价电路和各相关电路的
4、译码显示电路。里程计数电路通过计数器接收车轮传感器的行驶脉冲,设定最小显示单位,选择合适的进制计数,本次设计我采用的最小显示单位为0.1公里,最大能显示到99.9公里。计价电路用一个50进制的计数器来接收100m一个脉冲信号,等计到3000m时自身停止计数,切换到一个275进制的计数器使之开始计数,它每计550m给总价计数器一个高电平脉冲信号使之计数,总价计数器为一个预置为8,能计数到99的计数器。行驶时间电路在时钟信号源的选择上,采用了由555构成的多谐振荡器,为时钟提供一个频率稳定的准确的方波信号,可保证计时准确及稳定。分频器电路将高频方波信号通过由计数器组成的分频电路后得到1Hz(即1s
5、)的方波信号供秒计数器进行计数。行驶时间电路能计算秒,分,时。其中秒,分部分为六十位计数器,时为24制计数器。等侯计价电路采用555多谐振荡器和分频器所产生出的标准秒信号来使1个180进制的计数器计数,当开关打开使之开始计数,计数器每计到180s(3分钟)时,就会给总价计数器一个高电平脉冲信号,使总价计数器在原有的价格上追加一元。译码显示电路将计数器的输出转换成数码管需要的逻辑状态, 通过七段LED数码管显示出来。本设计不仅实现了出租车计费、显示功能,还具有显示出租车累计行驶路程,行驶时间及等候计价功能,大大提高了设计的实用性。关键词 计数,计价,计时, 译码显示,多谐振荡 目 录课程设计(论
6、文)任务书课程设计(论文)成绩评定表中文摘要.1设计任务描述. 11.1 设计题目.11.2 设计要求.11.2.1 设计目的.11.2.2 基本要求.11.2.3 发挥部分.12 设计思路.23 设计方框图.34 各部分电路设计及参数计算.4 4.1里程计数电路设计.4 4.2计价电路设计 . 4 4.3行驶时间电路设计及参数计算.54.3.1行驶时间电路设计.54.3.2参数计算.64.4等待计价电路设计.7 4.5译码显示电路设计及参数计算.7 4.5.1译码显示电路设计7 4.5.2参数计算85 工作过程分析.96元器件清单. .107主要元器件介绍.11 7.1 计数器74LS160
7、 . 117.1.1引脚图.117.1.2功能表.117.1.3引脚功能.11 7.2定时器5G555. .127.2.1引脚图.127.2.2功能表127.2.3引脚功能.12 7.3 7448七段译码器.137.3.1引脚图.137.3.2功能表147.3.3引脚功能.15小结.16致谢.17参考文献.18附录A1.19A2.201 设计任务描述1.1设计题目:整改后出租车里程计价器的设计1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1)掌握出租车里程计价器的构成、原理与设计方法;(2)熟悉集成电路的使用方法。1.2.2 基本要求(1)行驶里程信号用传感器产生,假设车轮每转一圈为2米。出租车起价费
8、为3公里8元,此后为每550米加收1元;(2)计价表的计数、译码、显示系统;(3)里程数的计数、译码、显示系统。1.2.3 发挥部分(1)等候时间为3分钟计价器加收1元,等候时间信号由时钟产生;(2)本路程的行驶时间显示(时、分、秒);2 设计思路通过对课程设计的要求分析,我设计的出租车里程计价器基本电路由5个部分组成。1、里程计数电路,通过计数器计算车轮上的传感器产生的脉冲个数,已知车轮的周长,便可知出租车行驶的里程数。考虑到本次设计的计数要求,我使用0.1m作为最小计数单位,选择 74系列的LS160作为主要计数元件。2、行驶计价电路,出租车起步的三公里为8元,此后每550m加收1元。通过
9、分析可知该部分实际是计数进制的切换,我经过一番思考和查阅相关参考资料得出计价电路可以通过两种方式实现,一种是采用比较器,直接比较公里数进行选择切换进制,另一种则采用通过计数器使能端实现,当起步行驶距离达到一公里所需的脉冲个数,通过对计数器的使能端控制实现对计数进制的切换。为了是能够简化我的设计,采用尽可能少的器件类型,我选择了第二种设计方案,充分发挥74LS160计数器的功能。但无论采用哪种方式实现,计价器都需要预置为8。3、行驶时间电路,行驶时间由多谐振荡器产生的方波做作为信号源。为了能得到稳定准确的方波信号,我采用了由555构成的多谐震荡器,设置适当电阻电容值产生每秒1000Hz的脉冲再通
10、过3个十进制计数器实现分频,最终产生秒脉冲。将振荡器和分频器产生的标准的秒信号送入计数器进行计数,“分”“秒”分别由60进制,“时”则为24进制,74LS160采用反馈置零可以实现60,24进制。4、等待计价电路,通过选择开关,将产生的秒脉冲通过等候计价电路的计数器,等候计电路采用一个180进制的计数器,即每3分钟计数器产生一个脉冲,使总计价器加一,实现每等候3分钟计价器加收一元。考虑到等候计价与行驶计价电路不能同时输出脉冲信号,但两个计价电路必有一个在向总计价电路输出脉冲信号,我使用与非门连接两部分电路。5、译码显示电路,完成以上各部分的显示功能。将计数器的输出转换成数码管需要的逻辑状态,
11、通过七段LED数码管显示出来。3 设计方框图传感器计价电路时钟电路等待计时电路行驶计时电路分频电路里程计数电路行驶时间显示电路里程显示电路计价显示电路4 各部分电路设计及参数计算4.1里程计数电路设计本次设计设置出租车最小里程计数单位为0.1公里,所以电路采用一个50进制的计数器来接收车轮传感器的2m一个脉冲信号,当计到0.1公里时,就给一个1000进制的计数器一个高电平脉冲信号使之计数,里程计数器最大能计到99.9公里,并将计得的里程数能显示出来。计数器我选择了十进制的74LS160,连接方式采用异步连接,反馈置零方式。里程计数部分的连接电路,如图4-1所示。图4-1里程计数部分的连接电路4
12、.2计价电路设计本电路中采用一个30进制的计数器来接收100m一个脉冲信号,当计到3000m时自身停止计数,并给一个275进制的计数器一个高电平脉冲信号使之开始计数,通过与门非门的组合对使能端进行控制,实现计数进制的切换。它每计到550m时给总价计数器一个高电平脉冲信号使之计数,总价计数器是一个从8计到99的计数器,开始是8元,每到550m就追加1元,并计得的价钱数能显示出来。其中275进制计数器由两块74LS161组成,同样采用异步连接,反馈置零实现275进制。其中总计价器个位需要预置为8 ,实现从8计到99。价钱计数部分的连接电路,如图4-2所示。图4-2价钱计数部分的连接电路4.3行驶时
13、间电路设计及参数计算 4.3.1 行驶时间电路设计 由于555内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。所以本电路采用一个555振荡器产生出一个1000Hz的脉冲,经过由3个74LS160计数器组成的分频器的第一个计数器时,变成1/10(100Hz)的脉冲,以此类推,最终经过分频器后产生了一个1Hz的1s脉冲信号给时钟计数器使之计数时钟计数器由1个60进制的秒计数器、1个60进制的分计数器和1个24进制的时计数器组成,当秒计数器到了60秒后给分计数器一个高电平脉冲信号使之计数,当分计数器到了60分钟后给时计数器,时计数器产生0到23小时的循环,并
14、能将时间显示出来。计数器同样采用74LS160实现,不过连接方式采用同步连接,反馈置零。时钟部分的连接电路,如图4-3所示。图4-3 时钟部分的连接电路4.3.2 参数计算555振荡器电路的振荡周期可由下式估算: T=t1+t2=1ms t2=0.7(R1+R2)C t1=0.7R2C若选定脉冲占空比为0.6,可得 =0.6 t2=0.61ms=0.6ms t1=T-t1=1-0.6=0.4ms 取电容C=0.1F,则R2=5.714k。 R1=- R2=-5.4171000=3.1k 取R2=5.7k, R1=3.1k4.4等待计价电路等待计价电路采用555振荡器和分频器所产生出的标准秒信号
15、来通过1个180进制的计数器计数,当开关打开使之开始计数,当计数器每计到180s(3分钟)时,就会给总价计数器一个高电平脉冲信号,总价计数器就在原有的价格上追加一元,总价计数器是一个从8计到99的计数器。当开关关闭后,计数器停止计数等待计价电路由3个LS160组成,采用异步连接方式,反馈置零。当车停止,等候计价电路工作,行驶计价电路暂停计价,将等侯计价电路与行驶计价电路的信号通过与非门连接,可以实现等候计价与行驶计价的转换。等待计时部分的连接电路,如图4-4所示。图4-4等待计时部分的连接电路4.5 译码显示电路设计及参数计算4.5.1 译码显示电路设计在数字系统中,通常需要将数字量直观地显示
16、出来,一方面供人们直接读取处理结果,另一个方面用以监视数字系统工作情况。因此,数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示译码器是驱动显示器件的核心部件。它可以将输入代码转换成相应的字符的控制信号,使之在数码管上显示出来。常用的数字显示译码器就是七段显示译码器,如图4-5所示。图4-5 译码显示电路图七段显示译码器7448的输出为高电平有效,即输出为1时,对应字段点亮;输出为0时,对应字段熄灭。该译码器能够驱动七段显示器显示16种字样。输入、和接收4位二进制码,输出a、b、c、d、e、f和g字段。例如:当输入某位数时,5=,七段中的a、c、d、f、g对应的发光二极管就会发光。4.5.2参
17、数计算七段显示器实际上是把7个离散的发光二极管集成在一起LED排列成8字形式许多七段显示器增加一个小数点dp变成8个LED组合在一起。译码器的工作是将4比特BCD码转换成七段码,点亮正确的十进制数字相应的LED段。图中每个LED的阳极都要接到5V电源上,现在要点亮LED,其阴极必须通过串联限流电阻接地,限流电阻的电阻值可以通过扣除LED1.7V电压降,产生约10mA电流的方法计算。Rlimit=(5V-1.7V)/10mA=330显示单元的每一段都用同一方法点亮。共阳极显示器是低电平有效的器件,低电平相应段被点亮。5 工作过程分析本次设计的出租车里程计价器,采用数字电路实现对出租车的计价装置,
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- 整改 出租车 历程 计价器
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