出租车计费系统设计.docx
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出租车计费系统设计.docx
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出租车计费系统设计
测控电路设计
专业:
测控技术与仪器
班级:
08050341X
姓名:
年峰
学号:
08050341X29
出租车计费系统的设计
1.11.1设计内容
本次课程设计的内容是独立完成一个出租车自动计费器的设计,采用EWB电路仿真设计软件完成出租车自动计费器电路的设计及仿真调试,在微机上仿真实现出租车自动计费器的设计。
课程设计具体内容如下:
汽车在行驶时,里程传感器将里程数转换成与之成正比的脉冲个数,然后由计数译码电路变成收费金额。
里程传感器由磁铁和干簧管组成,磁铁置于变速器涡轮上,每行驶100米,磁铁与干簧管重合一次,即输出一个脉冲信号,则10个脉冲/公里(设为P3)。
里程单价(设2.1元/公里)可由两位(B2=2、B1=1)BCD拨码开关设置,经比例乘法器(如J690)后将里程计费变换成脉冲数P1=P3(1B2+0.1B1)。
由于P3=10,则P1为21个脉冲,即脉冲当量为0.1元/脉冲。
同理,等车计费也可以转换成脉冲当量,这需要由脉冲发生器产生10个脉冲/10分钟(设为P4),如果等车单价为0.6元/10分钟(置B4=0、B3=6),经比例乘法器后将等车计费变换成脉冲数P2=P4(0B4+0.1B3)。
由于P4=10,则P2为6个脉冲,即得到相同的脉冲当量为0.1元/脉冲。
同理,起步价(设5元)也可以转换成脉冲数(P0=
个脉冲)或者将P0作为计数器的预置信号(框图所示)。
最后行车费用转换成脉冲总数P=P0+P1+P2,其结果用译码显示器显示。
1.2设计的基本原理
自动计费器包括里程计费电路、等候时间计费电路、起步价三部分,用三位数码管显示,最大金额99.9元。
里程计费电路工作原理:
干簧继电器产生的脉冲信号经由74LS00组成的施密特发生器整形得到CP0,CP0送入74LS160计数器,当计数记满10个脉冲时,一方由于与非门产生清零脉冲,加到Rd端使计数器清零,另一方面将基本R-S触发器的Q置为1,此时ET=EP=1,使两片74LS160组成的21进制计数器(即里程单价计数器)开始对标准脉冲计数,(标准脉冲CP1由时钟电路提供)计满21个脉冲后,Rd端得到的清零脉冲而使计数器清零,R-S触发器的Q1输出为零,计数器停止计数,由于Q1=1,则P2=CP1使P2端输出21个脉冲信号,代表每公里行车的里程计费,即每个脉冲计费是0.1元,称为脉冲当量,P2输出的脉冲当量送到总费计数器进行计数累加。
2设计的模块和总体框图
2.1设计模块
(1)计费模块
根据出租车计费原理,将出租车计费部分由3个计数器来完成分别为①计数器A完成车费十位。
②计数器B完成车费个位。
③计数器C完成车费角。
(2)车费的显示模块
由动态扫描电路来完成。
用专用模块来实现,完成数据的输入即动态数据的显示。
2.2总体框图
图1
3出租车计费器核心器件简介
3.1555集成定时器功能表
输入
输出
阈值输入端6
触发输入端2
复位端4
输出端3
放电管T端7
×
×
0
0
导通
<2/3Vcc
<1/3Vcc
1
1
截止
>2/3Vcc
>1/3Vcc
1
0
导通
<2/3Vcc
>1/3Vcc
1
不变
不变
表1555集成定时器功能表
3.2RS触发器的基本功能
其特征表如图所示
S
R
Q
Q’
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
3.374LS160基本原理
其个接脚如下所示
图2
74LS160为十进制计数器,直接清零。
简要说明:
74LS160为可预置的十进制计数器,共有54/74160和54/74LS160两种线路结构型式,其主要电器特性的典型值如表3-1
下表是74LS160的主要电器特性
异步清零端/MR1为低电平时,不管时钟端CP信号状态如何,都可以完成清零功能。
74LS160的预置是同步的。
当置入控制器/PE为低电平时,在CP上升沿作用下,输出端Q0-Q3与数据输入端P0-P3一致。
对于54/74160,当CP由低至高跳变或跳变前,如果计数器控制端CEP、CET为高电平,则/PE应避免由低至高电平的跳变,而54/74LS160无此种限制。
74LS160的计数是同步的,靠CP同时加在四个触发器上而实现的。
当CEP、CET均为高电平时,在CP上升沿作用下Q0-Q3同时变化,从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
对于54/74LS160的CEP、CET跳变与CP无关。
74LS160有超前进位功能。
当计数溢出时,进位输出端(TC)输出一个高电平脉冲,其宽度为Q0的高电平部分。
在不外加门电路的情况下,可级联成N位同步计数器。
对于54/74LS160,在CP出现前,即使CEP、CET、/MR发生变化,电路的功能也不受影响。
引出端符号:
TC 进位输出端
CEP 计数控制端
Q0-Q3 输出端
CET 计数控制端
CP 时钟输入端(上升沿有效)
/MR 异步清除输入端(低电平有效)
/PE 同步并行输入置数端(低电平有效)
3.474LS160内部电路图
图3
4出租车各部分电路的组成及其工作原理
4.1译码显示电路
译码和显示电路的作用是:
将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来,被人的视觉所接受。
本设计的显示器件现用四段LED数码管。
其电路如图所示
图4
4.2计数器
计数器的作用:
就是将555产生的信号来记录汽车的路程。
可以将高位片的QB(BCD码的权2)和QC(BCD码的权4)的输出状态送到一与门,与门出来的信号再送给高位片的清零端作为复位信号,其原理图如图所示
图5
4.3等车时间显示电路
由555,74LS290,Jk触发器构成,完成每分钟的等候时间的收费。
再通过74LS160经译码显示。
其原理图入图所示
图6
5课程设计总结
这两周的实习让我对我们数电有了更多的认识。
当然包括在这两周中我们这组做的出租车计费器,不仅对它的内部结构有了认识,更对其内部芯片等的作用有了更多的了解。
我们没有学习单片机,我们知道单片机做这个会更容易,虽然费了很大的劲才办成了这一件小事,但是我们还是很享受我们成功后的喜悦。
我很感谢我们的老师,是他们在我们最迷惑、最低落的时候教导了我们,帮我们拓开了思路,让我们最终走向了实验的成功。
在这次实习过程中,我们遇到了很多问题,而在所有问题中最主要问题是整个电路中频率的不同。
我们最初的办法是将整个模块分块做出来,当每个模块都运行正确的时候再将他们整合在一起。
虽然有很多次的努力,可是我们没有成功。
后来在老师的指导下,我们认识到了我们电路中最大的问题是频率,当我们按老师所说改变频率时,终于才出现了我们所要的结果。
为期两周的实习告一段落了,在这期间我们学到了很多。
不仅仅是关于电子电路的知识,更有的是让我们学到了面对人生的知识。
当我们由寻找电路图的迷茫,到找到有关参考书籍困惑,再到画图设计过程中的烦忧,最后到解决后的舒心,我们学会了一种面对困难不屈不挠的精神,我们发现,只要你真正的静下心来钻研,其实一切很简单,只不过因为当时我们的害怕心理,还有我们的浮躁,让我们乱了阵脚。
所以不管我们以后是做什么事情,最最重要的是要静下心,然后努力,这样之后,我坚信,成功就在不远方。
总电路图
图7
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