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1、.数字电路课程设计报告书姓名： 王鹏飞 班级： 10 级电信 02 班 数字电路课程设计报告1课程设计题目：出租汽车自动计价器设计要求：用中、小规模集成电路设计与制作出租汽车自动计价器。具体要求如下：1、 能计汽车行驶的里程和停车等候时间。2、 能自动显示出该收的车费和停车等候费。3、 每公里该收的行车费（如 0.45 元）各十分钟应该收的行等候费（如 0.25 元）均有拨码开关可预先设置。设计器材:74LS48(及配合 LED)，74LS160，74LS00，74LS32，74LS04，74LS08 ，74LS86，74LS112，CC4072 ，5G555，电阻、电容若干，干簧继电器，拨码
2、开关。设计摘要：本设计主要介绍了基于电子工作平台 Electronics Workbench (EWB)出租车计价器控制电路的设计。整个自动控制系统由四个主要电路构成：里程计数及显示、计价电路、基本里程判别电路、秒信号发生器（用 555 多谐振荡器实现）及等候计时电路和清零复位电路。 。该设计不仅仅实现了显示计程车计费的功能，其多功能表现在它可以显示计程车累计走的总路程和里程单价。加法器是构成计算机内部算术运算器（ALU）的基本单元，加法器的逻辑功能是实现两个二进制数的相加，因计算机内部的加、减、乘、除算术运算通常是利用加法器来实现。在做电路过程中要熟练各个器件的功能。每一个组件的作用，应该清
3、楚的记住，大的组合是从每一个小块组成的，所以认真了解每一个小块功能，然后从整体出发。一、概论1.1、分析方案经过分析其原理方框图如图 11 所示。采用传感器件，输出脉冲信号，等器件完成数字电路课程设计报告2图 1-3 出租车自动计价器原理框图1.2、加法器的介绍及其十进制系数乘法器： 74LS160 逻辑功能测试74LS160 是中规模集成同步十进制加法计数器，具有异步清零和同步预置数的功能。使用 74LS160 通过置零法或置数法可以实现任意进制的计数器。先对 74LS160 的基本功能进行测试，并将计数器的工作状态填入表中。异步清零：当 DR0 时， Q 0 Q1 Q2 Q30。数字电路课
4、程设计报告3同步预置：当 LD0 时，在时钟脉冲 CP 上升沿作用下， Q 0 D0， Q1 D1， Q2 D2， Q3 D3。锁存：当使能端 EPT 时，计数器禁止计数，为锁存状态。计数：当使能端 EP ET1 时，为计数状态。74LS160 的逻辑功能表时钟 CP 异步清除 DR同步置数 LDEP ET 工 作 状 态 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 74160 的应用用两片 74160 和门电路构成 24 进制计数器（用复位法），要求译码显示，并显示数字为 0023 的循环。1）接成并行进位型。设计电路并用数码显示验证计数功能，记录数码显示情况。2）接成串行进位型
5、。设计电路并用数码显示验证计数功能，记录数码显示情况。1.3、设计方案及其原理分析：出租车自动计价器原理框图如图 1-3 所示。它是由传感器，里程单价电路（比例乘法器） ，振荡器，分频器，等候时间单价电路（比例乘法器）和或门计数译码显示器组成.数字电路课程设计报告4根据原理框图，用中，小规模集成电路完成各个部分后所连接的总体出租车自动计价器电路图。有上，中，下 3 部分，下面分析了电路图中比较重要的部分。其实一共有 3 部分介绍如下： 计数，译码，显示电路（上）这部分电路由 4 片 74LS160 芯片构成串行计数器，用来计费，所计的费用是用 4 位十进制数经 BCD 译码器 74LS48 译
6、码后由 LED 进行显示。 等候费用产生电路（中）首先由 5G555 构成多谐振荡器产生秒信号 P4，然后由计数器芯片 74LS160 进行六分频产生 0.1 分钟的脉冲信号 P5,也就是表示每 10 分钟会产生 100 个 P5 脉冲。十分钟单价电路由拨码开关设置，如设置 0.25 元，有两级 74LS160 及 J-K 触发器 74LS112 分别构成两级BCD 比例乘法器和单价相乘后，就以输出脉冲个数计为等候时间的所收费用 P6。 公路行车费用产生电路（下）图 1.4 中传感器采用普通干簧继电器，用环氧树脂密封。汽车本省设置一套涡轮变速装置，一般安装在变速器后的软轴接头上，保证汽车每前进
7、 10m，涡轮边缘的磁铁从干簧继电器旁经过一次，发出一个信号 P4，为负脉冲，与非门 G2 则产生一个 P2 正脉冲。行驶1km 则产生 100 个 P2 脉冲，里程单价电路也由拨码开关设置，如设置为 0.45 元，行驶里程信号 P2 和里程单价经两级 74LS160 及 J-K 触发器 74LS112 构成的 BCD 比例乘法器相乘后便可得到每公里的收费信号 P3 也是以输出的脉冲个数计算的。上述两部分产生的费用脉冲 P3，P6 分别经或门送往计数、译码、显示，就得到汽车行驶里程和停车等候时间的收费数。计算器的复位电路是由 Knc-2w1d 单刀双掷开关手动控制来完成的基本是这样实现的说明如
8、下：开始时产生一个秒脉冲经过 6 分频即变为 6 秒的脉冲即为 0.1 分钟的，经过 74LS160 后就会是它开始计数而 J-k 触发器则为置 1 状态当 74LS160 输出与单价相同时 J-K 就置 0，再经过与门与上面的 P5 合成以后形成脉冲个数然后往上传直到上面的 74LS160 中开始计数，然后在数码管上面显示。第一图中下面的的 74LS60 基本与上面的一样只是在脉冲的时候与上面的 Qd 经过与门处理后输出总体输出脉冲个数为 20（上面）+5（下面）的和即为等候单价。数字电路课程设计报告5下面图的说明基本同上面一样只是少个 6 分频而已。图中一个 74LS160 状态转换图为0
9、000 00010101 010000100011图中其他 74LS160 基本状态转换图00001000 01101001 0111 010101000011001000011.4、设计方案及其原理分析：总电路图下面的三部分总电路分别为 （1）计数、译码、显示电路（上）（2）等候费用产生电路（中）（3）公里行车费用产生电路（下）让电路图 2 中的 P6、电路图 3 中的 P3 接到电路图 1 中的 74LS32 两个输入端就可以构成一个完整的出租汽车自动计价器。数字电路课程设计报告674LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD
10、9CLR1CLK274LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK274LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK274LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2KNC-2W1DVCC5V074LS32D274LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4A7B1C2D6OA13OD10OE9OF
11、15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4A7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4A7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14LT3RBI5BI/RBO43456789 1112131617181410151VCCVCC5VVCCABCDEFGCKHU11ABCDEFGCKHU12ABCDEFGCKHU13ABCDEFGCKH200 26272829303132 3343536373839 4041424344546019202122324254748 4950 51525354556575859
12、6061626364 66667 68697071727374P3P6计数、译码、显示电路（上）数字电路课程设计报告7U1LM555CMGND1DIS7OUT 3RST4VCC8THR6CON5TRI2R15.1k R25.1k C14.7uFC210nF0213VCC 5V74LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2P4VCC74LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2U3A74LS08D74LS00DP550U6A4072B
13、P_5V74LS04D10 1171281394U8A74LS20D1415161774LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK118192074LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2VCC5VVCCU11A4072BP_5V74LS04D25 26 27 2824 23 22 21U16A74LS20D2930313274LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK13334U18A74LS08D35674LS86D3637P6等候费用产生电路（中）数字电
14、路课程设计报告8R11k R21k VCC5V74LS00D1A1B1Y2A2B2YGND 3Y3B3A4Y4B4AVCC374LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK24072BP_5V74LS04D9 10 11 1214 8 1674LS20D74LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK1671315171874LS08D19P274LS160DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2VCC4
15、072BP_5V74LS04D25 26 27 285 21 23 2474LS20D2930313274LS112D1Q 51Q 61PR41K21CLR151J31CLK1333474LS08D352074LS32D3637P3S9Ji Dian Qi410公里行车费用产生电路（下）二、单元电路设计与分析部分说明振荡器振荡器可由晶振组成，也可以由 555 定时器组成。图 4 是由 555 定时器构成的 1HZ 的自激振荡器，其原理是 0.7(2R2+ R1)C1=1s，f=1/t=1HZ。输出的便是 1HZ 的信号，从而达到目的。数字电路课程设计报告9图 4 555 定时器产生频率为 1HZ 信号的电路三、调试方法：1按图上部电路连接好计数、译码、显示线路，用函数发生器的方波脉冲作为输入信号，调试译码、显示到正常工作。2用 555 连接好秒信号产生电路，用 P4 信号驱动上述计数、译码、显示电路，调试、观察秒信号电路工作到正常为止。3秒信号台电路与 74LS160 构成的计数器相连，产生 P5 信号，又接入计数、译码显示电路中，调试，观察当显示 100 个计数脉冲时，等候时间是否为 10 分钟，直到正常工作为止。4完整连接好图中部电路，再观察译码、显示电路的数字和等候时间 P6 的关系是否随拨码开关的变化而成比例变化，直到正常工作为止。5安装图下部电路，函数发生
