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1、 数字电子技术课程设计 题 目:简易光控防盗报警电路 姓 名:姜勇 专 业:电子信息工程 班 级:电子信息工程092班 学 号:1665090208 设计题目 出租车计价器控制电路设计 电子信息工程092 姓名：姜勇 学号：1665090208 一、课题设计阐述 出租车计价器是乘客与司机双方的交易准则，关系着交易双方的利益，是出租车中最重要的工具。本次设计计价器，对其功能等做具体研究。以下为本次设计的任务与要求： （1）首先显示起步价（本次设计起步费为8.00元）,车在行驶4 km以内，只收起步价8.00元。 （2）车行驶超过4 km后,按每公里2.00元计费（在8.00元基础上每行驶1 km
2、车费加2.00元）,车费依次累加。 （3）车暂时停止（行驶中遇红灯或中途暂时停车），等候时间满10分钟按每公里1.50元计费（在行驶费用基础上每等候十分钟加1.50元） （4）若停止对车费手动清零，等待下一次计费的开始。 二、总体功能框图 出租车计价器控制电路总体工能框图如图1所示：里程显示收费显示里程单价译码加法器候时里程计数器起步价大于基本里程?是否到等候时间?1YY 清零 出租车传感信号候时启动开关 图1坐过出租车的人都知道，出租车启动后，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，而当行驶到某一值（如4km）计费数字显示开始从起步价（如8元）增加。当出租车到达某地需要在那
3、里等候时，司机只要按一下“计时”键，每等候一定的时间（如10分钟），计费显示就增加一个该收的等候费用（如每10分钟收取1.50元）。出租车继续行驶时，停止计算等候费用，继续增加里程计费。到达目的地，便可按显示的数字收费。然后关闭计费器，对计数器清零，等待下次计费开始。三、单元电路图 74LS190（10位可逆计数器）管脚图如图2所示： 图274LS190（10位可逆计数器）的真值表如表1所示： 表1 74LS190可逆计数器的功能说明： （1）预置数。只要在置入端加入负脉冲，就可以对计数器置数，使QDQCQBQA=DCBA。 （2）加计数器和减计数器。加/减控制端为低电平时，做加法计数。计到最
4、大数QDQCQBQA=1001时，最大/最小（MAX/MIN）端输出为高电平。另外，在这个计数脉冲从1变到0时，串行时钟也随着从1变到0，下一个计数脉冲上升沿到达时，串行时钟由0变到1，产生上升沿，它可以作为多片级联中高位片的计数脉冲。加/减控制端为高电平时，做减法计数。减到0时，最大/最小端输出为高电平。同样，在QDQCQBQA由0000变为1001时，串行时钟产生上升沿，它作为高位片的计数脉冲，使高位片计数器减1。(3)保持。允许端为低电平时做加/减计数，为高电平时加/减计数器处在保持工作状态。利用允许端可以使多片级联为同步工作方式。将低位片计数器的最大/最小端接到高位片计数器的允许输入端
5、，这样只有计数到最大/最小值时，才允许高位片计数器计数，否则不允许计数。 74LS290计数器的功能说明： 74LS290计数器有清零、置数、计数功能。当R9（1）=R9（2）时，就置数QDQCQBQA=1001，置数；当R0（1）=R0（2）=1，R9（1）=0，或R9（2）=0时Q3Q2Q1Q0=0000，清零。当R9（1）R9（2）=0和R0（1）R0（2）=0同时满足的前提下，可在CP下降沿作用下实现加法计数器。例如，构成8421BCD码十进制计数器，R9（1）和R9（2）中至少一个输入0，R0（1）和R0（2）中至少一个输入0；计数脉冲从CLKA端输入，下降沿触发，实现模2计数器（M
6、1=2），从QA输出；将QA接至CLKB，于是由QD、QC、QB构成对CLKB进行模5（M2=5）。这样，构成的计数器为模M=M1M2=10的计数器。74LS290管脚图如图3所示： 图3 74LS290的真值表如表2所示： 表2 1.行驶里程计数模块在出租车的转轴上加装传感器，本设计中用信号源代替，以便获得“行驶里程信号”。设出租车每走10m发一个脉冲，到1km时，发100个脉冲，所以对里程计数要设计一个模100计数器，用两片十进制计数器74290组成，如图4所示（里程的计数显示，则用十进制技术，译码显示即可）： 图4 行驶里程计数模块图 2.等候时间计数模块 等候时间计数器将来自信号源的秒
7、脉冲做六百进制计数，得到十分钟信号。个位和十位片为十进制，百位为六进制，这样就构成六百进制计数器，所以用三片10进制计数器74LS290组成，当满600个脉冲时，就向总里程计数器发送一个脉冲，里程计数器开始计数，相当于1km，实现了等候十分钟计费1km。当六百进制计数器不满600时，不会向里程计数器发送脉冲，即不满十分钟不计费。具体实现电路图如图5所示： 图5 等候时间计费模块图 3.总计价计数模块在总路程计数模块中，依然用三片十进制计数器74LS290组成，个位片脉冲下接一或门，脉冲信号由等候时间计费和行驶路程计费提供，其中起步价将在起步价模块中具体说明。具体实现电路如图6所示： 图6 总计
8、费计数模块图 5.起步价模块 起步价模块电路图由一片74LS190和三片74LS290组成，本设计中起步价为8.00元。其中，74LS190的QDQCQBQA置为1000，则实现起步价为8.00元，74LS190和其他三片74LS290进行总价计数，个位片脉冲由候时和行驶产生的费用脉冲提供，其中一个脉冲相当于0.01元，最大范围计数为99.99元。实现电路如图7所示： 图7 起步价模块图 6.限制公里计数模块限制公里计价，即在4公里内只收取起步价费用。总里程计数器中的三片74LS290（从高位到地位）的QDQCQBQA经两输入或门7432，数据选择器74153后和D触发器，使输出信号的前四个脉
9、冲不向总计价器输出脉冲，当三片74LS290的输出为0000 0000 0100后才向总计价器输出脉冲，实现了在前4km内，总计价器都显示起步价8元，在4km之后才开始收取超过部分的费用。实现电路如图 8所示： 图8 限制公里计数模块图7.单价实现模块在单价实现模块里，当行驶里程开始计数时，经过二进制转换信号（即每产生两个脉冲）向行驶里程计数器发送脉冲，当行驶里程计数累计100个脉冲时，总计价计数器累计200个脉冲，即实现了每行驶1km,计价器增加2.00元，实现了单价为2.00元/km。另外，候时计数器开始计数时，向四进制转换信号发送脉冲，当四进制转换信号累计四个脉冲时，则向等候费用计时器发
10、送脉冲，当候时计数器累计600个脉冲时（即10分钟），等候费用计时器累计150个脉冲，则实现了每等候10分钟收取1.50元，实现了等候单价为1.50元/10分钟。单价实现模块图如图9所示： 图9 单价实现模块图 8.清零和转换模块在清零模块中，将总计价器计数器和路程计数器的电源通过开关Z接至电源，当行驶结束，在下一个乘客到来时，按下开关Z，对计数器进行清零。然后打开开关，计数器开始工作。在转换（即行驶中和候时中）模块中，当行驶时，将开关space接至“行驶中”，则计价器对行驶路程进行计费；当在中途某地候时时，将开关space接至“候时中”，则计价器对候时进行计费。清零和转换模块图如图10所示：
11、 图10 清零和转换模块图 四、总电路图 总电路图如图11所示： 图11 五、调试与仿真 1.行驶里程计数模块调试结果操作：打开电源开关，将开关A接至“行驶中”输出：二进制信号、里程计数显示如图12图 12 行驶里程计数模块调试结果图 2.等候时间计数模块调试结果操作：打开电源开关，将开关A接至“候时中”输出：等候时间计数显示如图13图13 等候时间计数模块调试结果图 3.总里程计数调试结果 操作：打开电源开关，将开关A接至“候时中”或者“行驶中” 输出：总里程显示如图14图14 总里程计数调试结果图 4.总计价计数调试结果 操作：打开电源开关，将开关A接至“行驶中” 输出：输出显示如图15
12、图 15 总计价计数调试结果图五、心得体会回顾总结，通过此次课程设计，让我学到了许多，不止是一些新的理论知识和具体的动手实践，更重要的是一种思想，大的问题可以转换成小的问题解决，困难的问题通过转换成容易的问题解决。另外，我还学会了与人进行沟通的方法，课程设计的成功告诉我个人的力量是不够的，需要同学间互帮互助。相信这将会对我今后的学习工作带来帮助。这次课程设计，让我认识到我缺少的很多，理论与实践都匮乏，不仅是专业知识，其它方面的知识了解的也少。在今后，需要不断的学习，不断的充实自身。六、 元件清单符 号类 别数 目74LS290芯片7 个74LS190芯片1 个74LS32芯片2 个74LS153芯片1 个R120K1 个R210K2 个R347K1 个显示器2 个直流电源9V1 个七、参考文献 1 候伯亨,顾新。VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计，修订版电子工程师必备知识M。西安电子科技大学出版社,1999年。 2 张秀娟，薛庆军。数字电子技术基础实验教程。北京航空航天大学出版社，2007年。 3 高健, 沈庆宏, 高敦堂。 ITS 中车辆检测器设备的研究与实现J .交通与计算机, 2002年。 4 杨玉强，王秀敏。数字电子计数实验。东北大学出版社，2006年。10
