数字电子课程设计

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1、沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目： 出租车里程计价器的设计 系 别 自动控制工程系 班级 电自102班 学生姓名 赵紫贵 学号 指导教师 曲延华/秦宏 职称 讲师/副教授 起止日期： 2012年 7月2日起至2012年7月6日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：. 出租车里程计价器的设计 系 别 自动控制工程系 班级 电自102班 学生姓名 赵紫贵 学号 指导教师 曲延华/秦宏 职称 讲师/副教授 课程设计进行地点： F座 任 务 下 达 时 间： 2012年 6 月 20日起止日期：2012 年 7月2日起至 2012年 7月6日止教研室主任 曲延华 2012年 6月11日

2、批准.出租车里程计价器的设计1.1设计目的：（1）掌握出租车里程计价器的构成、原理与设计方法； （2）熟悉集成电路的使用方法。1.2基本要求：（1）行驶里程信号用传感器产生（用555设计一个CP产生电路， 频率为0.1Hz,代替传感器），假设车轮每转一圈为2米。出租车起价费为3公里8元，此后为每1000米加收1元; （2）计价表的计数显示系统。1.3发挥部分：（1）等候时间为3分钟计价器加收1元，等候时间信号由时钟产生； （2）里程数的计数、（寄存、）译码显示系统； （3）白天、晚上的转换，晚上为3公里9元，此后为每500米加收1元； （4）其他。2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完

3、成，发挥部分可任选1个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、印刷电路板图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需在规定时间内在单独在网络教学平台上交。2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改。图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与印刷电路板图）。

4、3 时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12012.7.2学生根据任务书做出原始框图并画出初步逻辑电路图点名22012.7.3检查框图及初步逻辑图完成情况，检查及纠正错误打分32012.7.4检查及改正逻辑图，并用EDA软件仿真逻辑图打分42012.7.5讲解印刷电路板图绘制及报告书写，仿真各部分电路波形打分52012.7.6报告书写，答辩，收报告打分2012-06-20沈 阳 工 程 学 院 数字电子技术 课程设计成绩评定表系（部）： 自动控制工程系 班级： 电自102 学生姓名： 赵紫贵 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文

5、献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中

6、。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分目录1设计任务描述11出租车里程计价器的设计11.1设计目的：11.2基本要求：11.3发挥部分：12 设计方框图23 设计思路34 各部分电路原理图设计44.1公里计数电路设计44.2价钱计数电路设计64.3 秒脉冲产生电路的设计75 工作过程分析96 元器件清单107小 结118致 谢129参考文献13附录14A1 逻辑电路图1

7、41设计任务描述1出租车里程计价器的设计 1.1设计目的：（1）掌握出租车里程计价器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。 1.2基本要求：（1）行驶里程信号用传感器产生（用555设计一个CP产生电路，频率为0.1Hz,代替传感 器），假设车轮每转一圈为2米。出租车起价费为3公里8元，此后为每1000米加收1元;（2）计价表的计数显示系统。 1.3发挥部分：（1）等候时间为3分钟计价器加收1元，等候时间信号由时钟产生；（2）里程数的计数、（寄存、）译码显示系统；（3）白天、晚上的转换，晚上为3公里9元，此后为每500米加收1元；（4）其他。2 设计方框图经过分析其原理，初步画出

8、方框图如图 2-1所示。经过传感器将信号传给里程计数器，然后比较基本里程，首先设置起步价，当满足基本要求时，每增加1公里产生一个脉冲信号传给计价器进行计数。由候时启动启动等待时间，每三分钟发出一个脉冲，将信号传给计价器进行计数。价格显示里程显示计价器三公里比较起步价1里程计数器 传感器 图 2-1 出租车里程计价器原理框图3 设计思路 通过对课程设计的要求分析,我设计的出租车里程计价器基本电路由个部分组成,即里程计数电路、计价电路、译码显示电路。在设计的过程中，我尽可能的使电路尽量简化，采用尽可能少的元件实现设计要求。1、里程计数电路 通过计数器计算车轮上的传感器产生的脉冲个数,已知车轮的周长

9、为2米,利用传感器产生脉冲便可知出租车行驶的里程数。考虑到本次设计的计数要求，我采用74系列的LS160作为主要计数元件。（1）传感器送来米信号脉冲，由计数器计数。（2）三公里比较电路设计：计数器输出送给数值比较器，进行比较，当大于或等于三时，数值比较器输出有效信号，送给价钱计数系统。（3）由显示译码器和显示器构成公里显示。以上三部分构成公里计数系统。2、计价电路白天出租车起步的3公里为8元，此后每1000m加收1元。晚上出租车起步的3公里为9元,此后每500m加收1元。通过分析可知该部分实际是计数进制的转换，我通过课堂所学的知识和查阅相关参考资料得出计价电路可以通过两种连接方式实现，一种是使

10、用异步清零端口进行进制转换；另一种则是使用计数器的同步置数端实行进制转换。我通过比较,使用了同步清零端口进行计数进制的转换,充分发挥74LS160N和计数器的功能。但无论采用哪种连接方式实现，都需要对计数器进行预置，再通过一个开关进行白天和夜晚的预置数的转换。 4、译码显示电路 译码显示电路时用于完成以上各部分的显示功能。将计数器的输出转换成数码管需要的逻辑状态, 通过四段LED数码管显示出来。我采用的是四段LED数码显示管，这样可以简化电路，节约元器件，减少计价器的成本.4 各部分电路原理图设计4.1公里计数电路设计 图 4-1-1公里计数电路 传感器送来的每2米一个信号脉冲，由计数器计数

11、。计数器的设计是由五个74LS160N 计数器设计而成的，一个74LS160N设计成五进制的计数器，四个是十进制的。一个五进制和十进制的设计成0.1公里，当达到0.1公里时向前进位，最大能显示999公里.并计得的里程数能显示出来。 经过逻辑分析仪所产生的波形如图4-1-2所示，图 4-1-2传感器产生的脉冲波形 经过逻辑分析仪所产生的进位输出波形如图4-1-3所示图4-1-3 五进制进位所产生的波形 该计数器是一个五进制的计数器，由0-4形成的五进制，当到四时发生进位，图4-1-3所示。4.2价钱计数电路设计图4-2-1价钱计数电路该设计的价格计数电路是由三个十进制计数器74LS160N组成的

12、，每给一个脉冲就加一元。起步价由预置电路产生，白天三公里内8元，晚上三公里9元，每超过0.5公里加一元。图4-2-2 每0.5公里产生进位波形图4.3 秒脉冲产生电路的设计图4-4-1秒脉冲电路 555芯片有单稳态电路功能，可发生周期T=0.7*(R1+2*R2)*C的脉冲信号。该设计中电路输出的脉冲信号为方波信号，可适当的选择电阻、电容使其输出信号的频率为1KHz，最后得到周期为1秒的方波信号，这样构成了秒脉冲发生器。 图4-4-2 振荡电路的波形图 555定时器是一种将模拟电路和数字电路混合在一起的集成电路，本次设计中选用的555是一种应用特别广泛、作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。图4-4-3 震荡电路产生的秒脉冲波形图5 工作过程分析 本次设计的出租车里程计价