1、整改后出租車里程計價器的設計1 設計主要內容及要求1.1設計目的：（1）掌握出租車里程計價器的構成、原理與設計方法；（2）熟悉集成電路的使用方法。1.2基本要求（1）行駛里程信號用傳感器產生，假設車輪每轉一圈為3 公里 8 元，此后為每 550 米加收 1 元;（2）計價表的計數、譯碼、顯示系統；（3）里程數的計數、譯碼、顯示系統。2 米。出租車起價費1.3發揮部分（1）等候時間為 3 分鐘計價器加收 1 元，等候時間信號由時鐘產生；（2）本路程的行駛時間顯示（時、分、秒）；2 設計過程及論文的基本要求：2.1設計過程的基本要求（1）基本部分必須完成，發揮部分可任選2 個方向：（2）符合設計要

2、求的報告一份，其中包括邏輯電路圖、實際接線圖各一份；（3）設計過程的資料、草稿要求保留并隨設計報告一起上交；報告的電子檔需全班統一存盤上交。2.2課程設計論文的基本要求（1）參照畢業設計論文規范打印，文字中的小圖需打印。項目齊全、不許涂改，不少于 3000 字。圖紙為 A3，附錄中的大圖可以手繪， 所有插圖不允許復印。（2）裝訂順序：封面、任務書、成績評審意見表、中文摘要、關鍵詞、目錄、正文（設計題目、設計任務、設計思路、設計框圖、各部分電路及參數計算（重要）、工作過程分析、元器件清單、主要器件介紹） 、小結、參考文獻、附錄（邏輯電路圖與實際接線圖） 。3 時間進度安排順序階段日期計劃完成內容

3、備注12010.07.05講解主要設計內容，學生根據任務書做出原始框圖打分22010.07.06檢查框圖及初步原理圖完成情況，講解及糾正錯誤打分32010/07/07檢查邏輯圖并指出錯誤及糾正；講解接線圖繪制及報告書寫打分42010.07.08繼續修正邏輯圖，指導接線圖繪制方法，布置答辯打分52010.07.09答辯、寫報告打分2010-07-05整改后出租車里程計價器中文摘要本篇報告主要介紹了出租車里程計價器設計思路， 計價器的組成， 工作原理分析和參數的相關計算。 根據課程設計基本要求， 結合我所學的數字電子技術知識，我設計的出租車里程計價器由五個基本電路組成， 包括里程計數電路， 計價電

4、路，行駛時間電路，等候計價電路和各相關電路的譯碼顯示電路。里程計數電路通過計數器接收車輪傳感器的行駛脈沖，設定最小顯示單位，選擇合適的進制計數，本次設計我采用的最小顯示單位為 0.1 公里，最大能顯示到 99.9 公里。計價電路用一個 50 進制的計數器來接收 100m 一個脈沖信號，等計到 3000m 時自身停止計數，切換到一個 275 進制的計數器使之開始計數，它每計 550m 給總價計數器一個高電平脈沖信號使之計數， 總價計數器為一個預置為 8，能計數到 99 的計數器。行駛時間電路在時鐘信號源的選擇上，采用了由555 構成的多諧振蕩器，為時鐘提供一個頻率穩定的準確的方波信號 ,可保證計

5、時準確及穩定。分頻器電路將高頻方波信號通過由計數器組成的分頻電路后得到1Hz（即 1s）的方波信號供秒計數器進行計數。 行駛時間電路能計算秒， 分，時。其中秒，分部分為六十位計數器，時為 24 制計數器。等侯計價電路采用 555 多諧振蕩器和分頻器所產生出的標準秒信號來使 1 個 180 進制的計數器計數，當開關打開使之開始計數，計數器每計到 180s（3 分鐘）時，就會給總價計數器一個高電平脈沖信號， 使總價計數器在原有的價格上追加一元。 譯碼顯示電路將計數器的輸出轉換成數碼管需要的邏輯狀態 , 通過七段 LED 數碼管顯示出來。本設計不僅實現了出租車計費、 顯示功能，還具有顯示出租車累計行

6、駛路程，行駛時間及等候計價功能，大大提高了設計的實用性。關鍵詞計數，計價，計時 ,譯碼顯示，多諧振蕩I目錄.1. 11.1.11.2.11.2.1. . .11.2.2. . .11.2.3. . .12.23.34 .44.1. .44.2.44.3.54.3.1.54.3.2.64.4. .74.5.74.5.174.5.285.96.107.117.174LS160 . 117.1.11 .17.1.2.117.1.3.117.25G555. . .127.2.1.127.2.2127.2.3.127.3 7448. 137.3.1.137.3.2147.3.3.15. . .16. .

7、 . . .17 . . . . .18II沈陽工程學院課程設計（論文）A1.19A2.20III整改后出租車里程計價器1 設計任務描述1.1 設計題目：整改后出租車里程計價器的設計1.2 設計要求1.2.1 設計目的（1）掌握出租車里程計價器的構成、原理與設計方法；（2）熟悉集成電路的使用方法。1.2.2 基本要求（1）行駛里程信號用傳感器產生，假設車輪每轉一圈為2 米。出租車起價費為 3 公里 8 元，此后為每 550 米加收 1 元;（2）計價表的計數、譯碼、顯示系統；（3）里程數的計數、譯碼、顯示系統。1.2.3 發揮部分（1）等候時間為 3 分鐘計價器加收1 元，等候時間信號由時鐘產

8、生；（2）本路程的行駛時間顯示（時、分、秒）；12 設計思路通過對課程設計的要求分析 ,我設計的出租車里程計價器基本電路由 5 個部分組成。1、里程計數電路 ,通過計數器計算車輪上的傳感器產生的脈沖個數,已知車輪的周長 ,便可知出租車行駛的里程數。考慮到本次設計的計數要求，我使用 0.1m 作為最小計數單位，選擇 74 系列的 LS160 作為主要計數元件。2、行駛計價電路 ,出租車起步的三公里為8 元，此后每 550m 加收 1 元。通過分析可知該部分實際是計數進制的切換， 我經過一番思考和查閱相關參考資料得出計價電路可以通過兩種方式實現， 一種是采用比較器， 直接比較公里數進行選擇切換進制

9、， 另一種則采用通過計數器使能端實現， 當起步行駛距離達到一公里所需的脈沖個數， 通過對計數器的使能端控制實現對計數進制的切換。 為了是能夠簡化我的設計， 采用盡可能少的器件類型， 我選擇了第二種設計方案， 充分發揮 74LS160 計數器的功能。但無論采用哪種方式實現， 計價器都需要預置為 8。3、行駛時間電路 ,行駛時間由多諧振蕩器產生的方波做作為信號源。為了能得到穩定準確的方波信號， 我采用了由 555 構成的多諧震蕩器， 設置適當電阻電容值產生每秒 1000Hz 的脈沖再通過 3 個十進制計數器實現分頻，最終產生秒脈沖。將振蕩器和分頻器產生的標準的秒信號送入計數器進行計數， “分”“秒

10、”分別由 60 進制， “時”則為 24 進制， 74LS160 采用反饋置零可以實現60， 24 進制。4、等待計價電路，通過選擇開關，將產生的秒脈沖通過等候計價電路的計數器，等候計電路采用一個 180 進制的計數器，即每 3 分鐘計數器產生一個脈沖，使總計價器加一， 實現每等候 3 分鐘計價器加收一元。 考慮到等候計價與行駛計價電路不能同時輸出脈沖信號， 但兩個計價電路必有一個在向總計價電路輸出脈沖信號，我使用與非門連接兩部分電路。5、譯碼顯示電路 ,完成以上各部分的顯示功能。將計數器的輸出轉換成數碼管需要的邏輯狀態 , 通過七段 LED 數碼管顯示出來。2傳整改后出租車里程計價器3 設計

11、方框圖感器里程計數電路里程顯示電路計價電路分頻電路計價顯示電路時鐘電路等待計時電路行駛時間顯示行駛計時電路電路3沈陽工程學院課程設計（論文）4 各部分電路設計及參數計算4.1 里程計數電路設計本次設計設置出租車最小里程計數單位為 0.1 公里，所以電路采用一個 50 進制的計數器來接收車輪傳感器的 2m 一個脈沖信號，當計到 0.1 公里時，就給一個 1000 進制的計數器一個高電平脈沖信號使之計數，里程計數器最大能計到99.9 公里，并將計得的里程數能顯示出來。計數器我選擇了十進制的74LS160，連接方式采用異步連接，反饋置零方式。里程計數部分的連接電路，如圖4-1 所示。12970265

12、4301DPTK1DCBAA N NLOOE ECCDCBACLRL74LS160ARQQQQ51234111119702654311D P TKDCBA0A N NLOOE ECCDCBACLRL74LS160ARQQQQ5123441131121129702654311D P TKDCBAA N NLOOE ECC D CCLRB AL74LS160ARQQQQ51234111113197026543902654 317 11DPT K DCBA1DPTKDCBA0A N NLOA N NLOOE ECOE ECC D CCDCBACLRB ACLRLL74LS160ARQQQQ74LS1

13、60ARQQQQ512345123 44311111211111 1圖 4-1 里程計數部分的連接電路4.2 計價電路設計本電路中采用一個 30 進制的計數器來接收 100m 一個脈沖信號，當計到 3000m 時自身停止計數，并給一個 275 進制的計數器一個高電平脈沖信號使之開始計數，通過與門非門的組合對使能端進行控制， 實現計數進制的切換。 它每計到 550m 時給總價計數器一個高電平脈沖信號使之計數，總價計數器是一個從 8 計到 99 的計數器，開始是 8 元，每到 550m 就追加 1 元，并計得的價錢數能顯示出來。其中 275 進制計數器由兩塊 74LS161 組成，同樣采用異步連接

14、，反饋4整改后出租車里程計價器置零實現 275 進制。其中總計價器個位需要預置為 8 ，實現從 8 計到 99。價錢計數部分的連接電路，如圖 4-2 所示。圖 4-2 價錢計數部分的連接電路4.3 行駛時間電路設計及參數計算4.3.1 行駛時間電路設計由于 555 內部的比較器靈敏度較高， 而且采用差分電路形式， 它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。 所以本電路采用一個 555 振蕩器產生出一個 1000Hz 的脈沖，經過由 3 個 74LS160 計數器組成的分頻器的第一個計數器時，變成 1/10（100Hz）的脈沖，以此類推，最終經過分頻器后產生了一個1Hz 的1s 脈沖信號給時鐘

15、計數器使之計數時鐘計數器由1 個 60 進制的秒計數器、 1 個60 進制的分計數器和1 個 24 進制的時計數器組成，當秒計數器到了60 秒后給分計數器一個高電平脈沖信號使之計數， 當分計數器到了 60 分鐘后給時計數器，時計數器產生 0 到 23 小時的循環，并能將時間顯示出來。計數器同樣采用 74LS160 實現，不過連接方式采用同步連接，反饋置零。時鐘部分的連接電路，如圖 4-3 所示。5沈陽工程學院課程設計（論文）3AQA143AQA143AQA1484134134135BQB125BQB125BQB12C6CQC116CQC116CQC11DQDDQDDQD215 1215 341

16、556C4V32RCO2RCO2RCOTRIGGER5RESET OUTPUT10CLKA10CLKA10CLKA6CONTROL7ENT07ENT07ENT06667THRESHOLDB9ENPS19ENPS19ENPS1D5RLRLRLDISCHARGEN5LOAD 4LOAD 4LOAD 4G5L7L7L7CCC111112129 7065 439 7065 4397026 54 39026 54 39 7065 439 7065 431 21 217 11 21 2DPTKDCBAD P TKDCBADPTKDCBADPTKDCBADPTKDCBAD P TKDCBA1A N NL1A

17、 N NL1A N NL1A N NL1A N NL1A N NLCLRO E EC OCLRO E ECOCLRO E ECOCLRO E ECOCLRO E ECOCLRO E EC OLCDCBALCDCBALCDCBALCDCBALCDCBALCDCBA74LS160A R Q Q Q Q74LS160A R Q Q Q Q74LS160ARQQQQ74LS160ARQQQQ74LS160ARQQQQ74LS160A R Q Q Q Q5 12 345 12 3451 23 451 23 45 12 345 12 341 11 111 11 1111 11 111 11 11 11 1

18、11 11 11661344255圖 4-3 時鐘部分的連接電路4.3.2 參數計算555 振蕩器電路的振蕩周期可由下式估算：T=t1+t2=1mst2=0.7(R1+R2)Ct1=0.7R2C若選定脈沖占空比為 0.6 ，可得= t 2=0.6t 1t 2t2=0.6 1ms=0.6mst1=T-t1=1-0.6=0.4ms取電容 C=0.1F，則 R2=t10.40.001。0.7C10.70.1=5.714k0.000001t 2- R2=0.60.001-5.417 1000=3.1kR1=0.10.0000010.7C10.7取 R2=5.7k, R1=3.1k6整改后出租車里程計價

19、器4.4 等待計價電路等待計價電路采用 555 振蕩器和分頻器所產生出的標準秒信號來通過1 個180 進制的計數器計數，當開關打開使之開始計數，當計數器每計到180s（3 分鐘）時，就會給總價計數器一個高電平脈沖信號， 總價計數器就在原有的價格上追加一元，總價計數器是一個從 8 計到 99 的計數器。當開關關閉后，計數器停止計數等待計價電路由 3 個 LS160 組成，采用異步連接方式，反饋置零。當車停止，等候計價電路工作， 行駛計價電路暫停計價， 將等侯計價電路與行駛計價電路的信號通過與非門連接， 可以實現等候計價與行駛計價的轉換。 等待計時部分的連接電路，如圖 4-4 所示。2314314

20、3144A QA134A QA133143143141 4AQA135B QB125B QB124A QA134A QA134A QA135BQB126C QC116C QC11 585B QB125B QB125B QB126CQC 11D QD15 2D QD1564C6C QC116C QC116CQC11DQD 152 2RCO1 2RCO2D QD1512D QD1534DQD1556CRCO3CLKTRIGGERRCORCORCO210CLKA1043222VCLK0ENTCLKCLKCLK107ENT75RESETOUTPUT101010A1AAA0000ENT6ENPCONTR

21、OLENTENTENT79ENPS9677766661R LR111ENPTHRESHOLDENPENPENP9LOADLOAD7999S4DBSSS5R L7NR LR LR L444LOAD4LOADCCDISCHARGELOADLOAD5C 7G5C 7C 7C 711111119108圖 4-4 等待計時部分的連接電路4.5 譯碼顯示電路設計及參數計算4.5.1 譯碼顯示電路設計在數字系統中， 通常需要將數字量直觀地顯示出來， 一方面供人們直接讀取處理結果，另一個方面用以監視數字系統工作情況。 因此，數字顯示電路是許多數字設備不可缺少的部分。 數字顯示譯碼器是驅動顯示器件的核心部件。

22、它可以將輸入代碼轉換成相應的字符的控制信號，使之在數碼管上顯示出來。 常用的數字顯示譯碼器就是七段顯示譯碼器，如圖4-5 所示。7沈陽工程學院課程設計（論文）aaaaffgbfgbgbfg beeececccdddda b c d e f ga b c d e f ga b c d e f ga b c d e f g74LS4874LS4874LS4874LS48A BCDA BC DABC DABC DQA QBQC QDQA QBQC QDQA QBQC QDQA QB QC QD圖 4-5 譯碼顯示電路圖七段顯示譯碼器7448 的輸出為高電平有效， 即輸出為 1 時，對應字段點亮；輸出

23、為 0 時，對應字段熄滅。該譯碼器能夠驅動七段顯示器顯示16 種字樣。輸入 A3、 A2、 A1和 A0接收 4 位二進制碼，輸出 a、 b、 c、d、e、f 和 g 字段。例如：當輸入某位數時， 5= 0101 2 ，七段中的 a、c、d、f 、g 對應的發光二極管就會發光。4.5.2 參數計算七段顯示器實際上是把 7 個離散的發光二極管集成在一起 LED 排列成 8 字形式許多七段顯示器增加一個小數點 dp 變成 8 個 LED 組合在一起。譯碼器的工作是將4 比特 BCD 碼轉換成七段碼，點亮正確的十進制數字相應的 LED 段。圖中每個 LED 的陽極都要接到5V 電源上，現在要點亮LE

24、D ，其陰極必須通過串聯限流電阻接地，限流電阻的電阻值可以通過扣除LED1.7V 電壓降，產生約 10mA 電流的方法計算。Rlimit =（ 5V-1.7V）/10mA=330顯示單元的每一段都用同一方法點亮。共陽極顯示器是低電平有效的器件，低電平相應段被點亮。8整改后出租車里程計價器5 工作過程分析本次設計的出租車里程計價器，采用數字電路實現對出租車的計價裝置, 本系統的設計電路由等待計時、公里計數、價錢計數、顯示時間等幾部分組成。當出租車啟動， 里程計數電路工作， 車輪傳感器產生行駛脈沖。 里程計數電路通過一個 50 進制的計數器來接收車輪傳感器的 2m 一個脈沖信號，當累計最小計數單位

25、到 100m 時，就給里程計數電路的 1000 進制的計數器一個高電平脈沖信號使之計數，這個 1000 進制的計數器計一個數就是 0.1 公里，最大能計到99.9 公里。里程計數電路通過譯碼顯示電路將行駛距離顯示出來。計價電路用一個 30 進制的計數器接收 100m 一個的脈沖信號。 當 30 進制計數器達到進位時，表示已經行駛了 3000m 此時通過對使能端的控制，自身停止計數，并使 275 進制的計數器使能端接高電平，接受車輪傳感器的產生的每2m一個的行駛脈沖信號并使之開始計數， 它每計到 550m 時給總價計數器一個高電平脈沖信號使之計數。總價計數器是一個從 8 計到 99 的計數器，開

26、始是 8 元，每經過 550m 就追加 1 元。計價電路再通過譯碼顯示電路將行駛價錢顯示出來。通過汽車啟動接通振蕩電路電源， 使時鐘震蕩電路工作。 時鐘電路在信號源的選擇上，采用了由 555 定時器構成的多諧振蕩器， 給行駛時間電路提供一個頻率穩定的準確的方波信號,可保證數字鐘的走時準確及穩定。分頻電路將高頻方波信號分頻后得到1Hz（即 1s）的方波信號供秒計數器進行計數。行駛時間顯示電路由秒個位和秒十位,分個位和分十位，時個位和時十位計數器電路組成。其中秒，分為 60 進制 ,小時為 24 制計數器。等待計價電路接受 555 振蕩器和分頻器所產生出的標準秒信號來使1個 180進制的計數器計數

27、。 當開關打開使之開始計數， 當計數器計到 180s（3 分鐘）時，就會給總價計數器一個高電平脈沖信號，總價計數器就在原有的價格上追加一元。當開關關閉，計數器停止計數。9序號12345678991011121314沈陽工程學院課程設計（論文）6 元器件清單元件名稱規格數量定時器5G5551 片計數器74LS16020 片計數器74LS1613 片顯示器BS20111 片譯碼器74LS4811 片四二輸入與門74HC083 片四二輸入與非門74HC002 片三三輸入與門74HC111 片六組反向器74HC045 片滑動變阻器10 k1 個電阻2 k1 個電阻5.1 k1 個電阻33077 個電容

28、0.1 uF1 個電容0.01 uF6 個10整改后出租車里程計價器7 主要元器件介紹7.1 計數器 74LS1607.1.1引腳圖169V cc Qcc QA QB QC QD S2 LD74LS1601 Cr CP A B C D S1 GND 87.1.2功能表清 零預 置使能時鐘預置數輸入輸出CrLDS1S2CPABCDQAQBQCQD0dddddddd000010dd上 升 沿AB CDABCD1101ddddd保持11d0ddddd保持1111上 升 沿dddd計數74LS160 是中規模集成同步十進制加法計數器， 具有異步清零和同步預置數的功能。該計數器還可以作為其他進制的計數。

29、 在異步清零的時候計數器會出現無效狀態。在同步預置數的計數器通過對計數器預置進行累加計數的。7.1.3 引腳功能1 腳：計數器清 0 端20 腳：電源端11沈陽工程學院課程設計（論文）7 腳， 9 腳：計數控制端8 腳：接地端9 腳：預置端7.2 定時器 5G5557.2.1 引腳圖85Vcc T Vi1 VK5G555地 Vi2 U0 RD147.2.2 功能表輸入輸出閥值輸入觸發輸入復位輸出放電管 T00導通21< 3 Vcc< 3Vcc11截止> 2 Vcc> 1 Vcc3310導通21Vcc< Vcc>331不變不變7.2.3 引腳功能1 腳：外接電

30、源負端V SS或接地，一般情況下接地。2 腳： T L低觸發端3 腳：輸出端 Vo12整改后出租車里程計價器4 腳： R D 是直接清零端。當 R D 端接低電平，則時基電路不工作，此時不論 T L 、TH 處于何電平，時基電路輸出為 “ 0，”該端不用時應接高電平。5 腳：V C 為控制電壓端。 若此端外接電壓， 則可改變內部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只 0.01 F電容接地，以防引入干擾。6 腳： TH 高觸發端7 腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。8 腳：外接電源 V CC，雙極型時基電路 V CC 的范圍是 4.5 16V，CMOS 型

31、時基電路 VCC 的范圍為 3 18V。一般用 5V 。7.3 7448 七段譯碼器7.3.1 引腳圖169V ccfgabcde74LS48BCLTYBRIRBDA地1813沈陽工程學院課程設計（論文）7.3.2 功能表十進制輸入BI/abcdef或功能LT RBID C BRBgAO0H HL L LHHHHHHH1LHL2H ×L L LHLHHLL L3HHL4H ×L L HHHHLHH L5LHH6H ×L L HHHHHHL L7HHH8H ×L H LHLHHLL H9LHH10H ×L H LHHLHHL H11HHH12H

32、×L H HHLLHHH H13LHH14H ×L H HHHHHLL L15HHLH ×H L LHHHHH HLHH ×H L LHHHLL HHHH ×H L HL LL HH LLHH ×H L HL LH HL LHHH ×H H LL HL LL HLHH ×H H LH LL HL HHHH ×H H HL LL HH HLHH ×H H HL LL LLLHL消隱×××××LL LLLLL脈沖消隱×LL燈 測 試H LL

33、 L LHL LL LLLLLL××××HHHHH H×H14整改后出租車里程計價器7.3.3 引腳功能在數字測量儀表和各種數字系統中， 都需要將數字量直觀地顯示出來， 一方面供人們直接讀取測量的結果；另一方面用于監視數字系統的工作情況。因此，數字顯示電路是不可缺少的部分。 數字顯示電路通常由譯碼器、 驅動器和顯示器等部分組成。 7448 是七段顯示譯碼器，它是分段數碼管利用不同發光段組合的方式顯示不同數碼的。 為了使數碼管能夠將數碼所代表的數顯示出來， 必須將數碼經譯碼器譯出，然后經過驅動器點亮所對應的段。 7448 輸出高電平有效，用以驅動共陰極顯示器。該集成顯示器設有多個輔助控制端，以增強器件的功能。它有 3 個輔助控制端 LT、 RBI 、BI/RBO ，現分別簡要說明如下： 滅燈輸入 BI/RBOBI/RBO 是特殊控制端，有時作為輸入，有時作為輸出。當BI/RBO 作輸入使用且 BI=0 時，無論其他輸入端是什么電平，所有各段輸出ag 均為 0，所以字形熄滅。 試燈輸入 LT當 LT=0 時， BI/RBO 是輸出端，且 RBO=1，此時無論其他輸入端是什么狀態，所有各段輸出 a g 均為 1，顯示字形 。該輸入端常用于檢查 7448 本身及顯示器的好壞。 動態滅零