数字逻辑 出租车计价器设计

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1、计算机学院数字系统课程设计 1 目录 第一章 系统概述 1 第二章 出租车计价器设计 2 2.1 出租车计价器的设计内容 2 2.2 出租车计价器的设计2 2.2.1 控制电路 2 2.2.2里程计数及显示 3 2.2.3计价电路 3 2.2.4基本里程判别电路 3 2.2.5秒信号发生器及等候计时电路 3 2.2.6清零复位电路 3 2.2.7总体电路设计 4 结 束 语 8 参 考 文 献 9计算机学院数字系统课程设计 2 第一章 系统概述 凡坐过出租车的人都知道，只要汽车一开动，随着行驶里程的增加，就会 看到汽车前面的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 时（如 5KM

2、）计费数字显示开始从起步价（如10元）增加。当出租车到达某地 需要在那里等候时，司机只要按一下“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。汽车继续行驶时，停止计算等候费，继续增加里 程计费。到达目的地，便可按显示的数字收费。 汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标 志，是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计 价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计 价器的研究也是十分有一个应用价值的。 采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件 多，造成故障率高，难调试，对于模式的切换需要

3、用到机械开关，机械开关时 间久了会造成接触不良，功能不易实现。为此我们采用了单片机进行设计，相 对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计 要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对仿真，用 EWB可以轻易而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。我们此次的设 计就是运用EWB。 随着生活水平的提高，人们已不再满足于衣食住的享受，出行的舒适已受 到越来越多人的关注。于是，出租车行业以低价高质的服务给人们带来了出行 的享受。但是总存在着买卖纠纷困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这 一矛盾的最好方法就是改良计价器。用更加精良的计价器来为乘客提供更加

4、方 便快捷的服务。计算机学院数字系统课程设计 3 第二章 设计任务与要求 2.1 出租车计价器的设计内容 （1）进行里程显示。里程显示为三位数，精确到1公里。 （2）能预置起步价。如设置起步里程为5公里，收起步价费10元。 （3）行车能按里程收费，能用数据开关设置每公里单价。 （4）等候按时间收费，如每10分钟增收1公里费用。 （5）按复位键，显示装置清0，（里程清0，计价部分灭0）。 （6）按下计价键后，汽车运行计费，候时关断；候时计数时，运行计费 关断。 2.2 出租车计价器的设计 2.2.1 控制电路凡坐过出租车的人都知道，只要汽车一开动，随着行驶里程的增加，就会 看到汽车前面的计价器里

5、程数字显示的读数从零逐渐增大，而当行驶到某一值 时（如 5KM）计费数字显示开始从起步价（如10元）增加。当出租车到达某地 需要在那里等候时，司机只要按一下“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。汽车继续行驶时，停止计算等候费，继续增加里 程计费。到达目的地，便可按显示的数字收费。 如图2-1所示为出租车计价器控制电路框图。 2-1 出租车计价器控制电路框图计算机学院数字系统课程设计 4 2.2.2里程计数及显示 1、里程计数及显示 在出租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，所以里程计数分为两部分： 1

6、0米计数器：要设计一个模100计数器，计满后是1公里。 公里计数器：用十进制计数方式，每位计数器对应一位译码显示。设计如图2- 2所示。 图2-2 里程计数电路图 图2-3 里程显示电路图 2.2.3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5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，自动关断计时等候，而当要等候计数时，需要手计算机学院数字系统课程设计 5 动按动“等候”计费开关，进行计时，时间到（如设10分钟），则输出1个公 里脉冲给公里计数器，相当于里程增加了1公里数字显均为十进制数，因此， 加法也要以

7、BCD码相加。 一位BCD码相加的电路如图2-4所示，当二位二进制BCD数字相加超过数值9 时，有进位输出。 CIN COUT B A v Z Z A B adder1 Z E0 E1 E2 E3 MUX v A B v CIN adder2 COUT 图2-4 一位BCD码加法器参考电路图 2.2.4基本里程判别电路 基本里程判别电路，可由触发器构成。当所设置的起价公里数到时，使触 发器翻转。如图2-5. 图2-5里程判断电路 2.2.5秒信号发生器及等候计时电路计算机学院数字系统课程设计 6 秒信号可用32768Hz石英晶振经CD4060分频后获得。简易的可用555定时 器近似获得。我们采

8、用的是555定时器。 候时计时器每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，这样就组成了600进制（10分钟）计数器。 2.2.6清零复位电路 要使各计数器均清0，显示器中仅有单价和起步价显示外，其余均显示为 0。见图。 汽车起动后，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。 2.2.7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。如图2-6. 图2-6出租车计价器总框图 1.里程计数显示单元 出租车启动后，每前进10米，发一个脉冲，通过IC19与门（

9、74LS08）,输 入到IC4的CP0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，显示器上就显 示一公里。IC6,IC7,IC8为三位十进制计数器，计程最大范围999。 出租车计价时，开关K合上（打在位置2上）。 2.时间等候计数器计算机学院数字系统课程设计 7 IC3,IC2,IC1为时间等候计数器。当出租车在等候时，司机按一下“候时” 键，IC9(FF1)被置成1，触发器Q端输出1信号，使555定时器振荡，输出1Hz 的脉冲到IC1，IC2，进行60秒计数，IC3位十进制计数器，当计满10分钟

10、， 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（FF1）翻转（Q0），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。 3.计价电路部分 起步价由预置开关设置，开关的输出为BCD码，四位并行输入，通过三 态门IC10,IC12（74LS244）显示器显示。基本起步价所行驶的里程达到后，按 每公里的单价进行计价。由控制触发器IC9（FF2）控制起步里程到否？若起步 里程到使IC9(FF2)Q端为1，/Q0，这样IC11的IC13连通，显示器显示的为 起步价与单

11、价之和的值。 其实，本电路刚开始启动（复位）时，已经将起步价IC10,IC14在IC15中 与单价相加了一次（即加了1公里的费用），所以，起步价里程的预置值应为 6公里，即图中IC6的计数范围应是06，IC20的Q2*/Q1就是实现到起步里 程数的自动置数控制信号。 两位BCD码的数值相加时通过4位二进制全加器CD4008进行的，两位相加若超 过9，需进行加6运算，使之变为BCD码。 显示电路图如2-7： 2-7计价器显示电路计算机学院数字系统课程设计 8 4.复位，秒信号，候时信号 复位按钮按下后，所有计数器、寄存器清0，里程计价显示这时全为0；而 当复位按钮抬起后，计价器则显示起步价数值（

12、里程单价显示不受复位信号控 制）。 “候时”键按下IC9(FF1)的Q1，脉冲秒信号产生，使计时电路计数。 脉冲信号由555定时电路产生。如图2-8： 图2-8出租车脉冲电路计算机学院数字系统课程设计 9 结 束 语 通过本次设计，我系统的学习了EWB软件。系统的掌握了我们所学的知识， 并且得以应用。 在设计过程认真学习了相关的知识，极大地拓宽了我的知识面,我感到收获不小。 从开始熟悉这些知识到对整体设计的了解，再从概要设计、详细设计到开始使 用软件，以及最后的调试，整个过程感觉很充实。虽然遇到了不少困难，但当 我通过自己查资料，与同学互讨论，而设计出解决方案并成功实现时，那种成 就感和满足感

13、足以忘却所有的辛苦。但是由于自己知识的不足，所以该设计还 有许多不尽如人意的地方，可能在实际应用中有些功能不到位。 经过这段时间的课程设计，确实学到了不少的东西，同时也深感自己知识的欠 缺。在以后的学习工作中，一定要继续坚持不段地学习新兴的专业知识及相关 的非专业知识，只有这样才能紧跟时代的潮流。 由于我的知识浅薄，经验不足及阅历颇浅，因此，该设计还存有一些不足，比 如功能过少，计价有限等问题，我会在工作的使用过程中，根据工作的具体要 求不断的修改，完善，争取使该系统慢慢趋向完美。计算机学院数字系统课程设计 10 参考文献 1 周常森，电子电路计算机仿真技术，山东科技出版社，2000 2 周正新，电子设计自动话实践与训练，中国民航出版社，1988 3 吴培明，电子技术虚拟实验，机械工业出版社，1999 4 钟问耀，EWB电路设计入门与应用，清华大学出版社，2000 5 康华光，电子技术基础，高等教育出版社，2000 6 刘润华，现代电子系统设计，石油大学出版社，1998