出租车汽车里程计价表

1、辽 宁 工 业 大 学 数字电子技术基础 课程设计（论文）题目：出租车汽车里程计价表院（系）： 电子与信息工程学院 专业班级： 通信091 学 号： 学生姓名： 指导教师： 王宇 起止时间：20112012课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程学 号学生姓名专业班级通信091班课程设计题目出租车里程计价表课程设计（论文）任务设计参数：不同情况具有不同的收费标准。白天、晚上、途中等待（10min 开始收费）能进行手动修改单价具有数据的复位功能白天/晚上收费标准的转换开关，数据的清零开关，单价的调整，单价输出2位，路程输出2位，总金额输出3位按键：启动计时开关

2、，数据复位（清零）。白天/晚上转换设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。进度计划1.查阅资料，出租车里程计价表的基本原理和设计方法。（2天）2.设计出租车里程计价表的各单

3、元电路。（2天）3.设计出租车里程计价表的总电路。（2天）4.利用EWB软件仿真。（1天）5.对结果进行分析总结。（2天）6.撰写、打印设计说明书。（1天）指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 学生签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘 要本设计是以555定时器为核心,以74160智能芯片为外设的出租车计价器的系统设计，该系统满足集计程、计时、计费等多种计量功能为一体的出租车计价器的实用要求。设计电路由等候时钟信号电路，行驶里程电路，单价调整电路和总金额显示电路组成。测控74160芯片通过555定时器产生脉冲信号进

4、行里程计算,里程计费,利用外部脉冲信号产生标准时钟信号,以计算等待时间,等待费用。以Electronics Workbench (EWB)软件作为开发平台,采用图形方式创建电路、构造电路、调用元器件和测试仪器，该工作平台可以对电子元器件进行一定程度的非线性仿真，不仅测试仪器的图形与实物相似，而且测试结果与实际调试基本相似。555定时器和74160芯片的模块化的设计为系统功能的扩展提供了空间和便利。关键词：EWB软件；计费系统；555定时器芯片；74160芯片目 录 TOC o 1-3 f h z HYPERLINK l _Toc534483563 第1章 绪论 PAGEREF _Toc5344

5、83563 h 1 HYPERLINK l _Toc534483564 出租汽车里程计价表的设计意义 PAGEREF _Toc534483564 h 1 HYPERLINK l _Toc534483565 设计方案论证 PAGEREF _Toc534483565 h 2 HYPERLINK l _Toc534483566 总体设计方案方案 PAGEREF _Toc534483566 h 2 HYPERLINK l _Toc534483567 第2章 出租汽车里程计价表核心器件 PAGEREF _Toc534483567 h 3 HYPERLINK l _Toc534483568 555集成定时

6、器 PAGEREF _Toc534483568 h 3 HYPERLINK l _Toc534483569 2.2 74LS160基本工作原理 PAGEREF _Toc534483569 h 4 HYPERLINK l _Toc534483570 第3章 设计各单元电路 PAGEREF _Toc534483570 h 5 HYPERLINK l _Toc534483571 设计思路 PAGEREF _Toc534483571 h 5 HYPERLINK l _Toc534483572 各单元电路的设计 PAGEREF _Toc534483572 h 5 HYPERLINK l _Toc5344

7、83573 第4章 系统设计与分析 PAGEREF _Toc534483573 h 8 HYPERLINK l _Toc534483574 第5章 课程设计总结 PAGEREF _Toc534483574 h 9 HYPERLINK l _Toc534483575 参考文献 PAGEREF _Toc534483575 h 10 HYPERLINK l _Toc534483576 附录I PAGEREF _Toc534483576 h 11 HYPERLINK l _Toc534483577 附录 PAGEREF _Toc534483577 h 12绪论出租汽车里程计价表的设计意义出租车是现代人

8、类的重要交通工具，而出租车的计费系统的安全性和先进性是人们普遍关心的问题，要求计费器性能稳定，计费准确，以及预防司机作弊行为等等都关系到乘客的切身利益。因此，设计出符合人们普遍要求及放心的产品具有重要的意义。随着电子技术的发展,出租车计价器技术也在不断进步和提高,国内出租车计价器已经经历了四个阶段的发展,从传统的全部由机械元器件组成的机械式,到半电子式即用电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器,再从集成电路式到目前的555定时器系统设计的出租车计价器。 设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .

9、确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。设计指标：不同情况具有不同的收费标准。白天、晚上、途中等待（10min 开始收费）。能进行手动修改单价。具有数据的复位功能。白天/晚上收费标准的转换开关，数据的清零开关，单价的调整，单价输出2位，路程输出2位，总金额输出3位。按键：启动计时开关，数据复位（清零）。白天/晚

10、上转换。设计方案论证方案一：采用单片机控制单片机具有较强的计算功能，单片机丰富的IO端口再加上单片机控制的灵活性，实现里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能，而且能在很大的程度上扩展功能。方案二：采用数字电路控制。等候时间信号由定时器组成。计数器记录输出脉冲的个数，通过调整单价，可以实现不同的收费标准；传感器件输出脉冲信号。方案三：采用VHDL编程。用FPGA/CPLD制作成自动计费器的专用集成电路芯片ASIC，加上少数外围电子原件，即能实现实验要求。总体设计方案方案经过多番思考，单片机虽然灵活性大，功能全面，但是我们还未研究这类课程。权衡利弊

11、，决定使用方案二，即利用数字电路设计本次实验，数字电路控制框图见图。等候时间信号行驶里程信号等候时间单价里程单价白天标准晚上标准总金额显示行驶里程显示单价显示与调整出租汽车里程计价表核心器件555集成定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可

12、靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，

13、则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。表2.1为555定时器功能表。表2.1 555定时器功能表阈值输入端6触发输入端2复位端4输出端 3放电管T端700导通输入输出2/3Vcc2/3Vcc1/3Vcc10导通1/3Vcc1不变不变2.2 74LS160基本工作原理只要（CR的非）有效电平到来，无论有无CP脉冲，输出为“0”。在图形符号中，CR的非的信号为CT=0，若接成七进制计数

14、器，控制清零端的信号不是N-1（6），而是N（7）状态。其实，这是由于异步清零端信号一旦出现就立即生效，如刚出现0111，就立即送到（CR的非）端，使状态变为0000。所以，清零信号是非常短暂的，仅是过度状态，不能成为计数的一个状态。清零端是低电平有效。当（LD的非）为有效电平时，计数功能被禁止，在CP脉冲上升沿作用下D0D3的数据被置入计数器并呈现在Q0Q3端。若接成七进制计数器，控制置数端的信号是N（7）状态，如在D0D3置入0000，则在Q0Q3端呈现的数据就是0110。表2.2为74LS160逻辑功能表，图2.1为其引脚图。表2.2 74LS160的逻辑功能表时钟CP异步清除同步置数E

15、P ET工 作 状态0 10 110 111 0111 1 图2.1 74LS160引脚图设计各单元电路设计思路根据此次课程设计的要求,我设计的出租车里程计价器基本电路由四个部分组成，等候时间信号，里程传感信号，单价显示，总金额显示，由555定时器、计数器、显示器组成整体的电路系统，通过BCD码比例乘法器输出金额，通过计数器，显示器最终输出2位单价，2位里程数，3位总金额。各单元电路的设计1.等候时钟信号电路设计555定时器构成的施密特触发器进行分频并输出脉冲，模块输出1HZ的脉冲信号。当在计数状态下霍尔开关没有输出信号，片内的T1 定时器便被启动，每当计时到达10分钟，就对当前金额加上中途等

16、待的单价，以后每十分钟都自动加上中途等待的单价。当等待结束时，自动切换到正常的计价。图3.1为等候时钟电路。图3.1 等候时钟电路2.行驶里程电路设计输入信号脉冲，由计数器计数，在EWB中选用用脉冲信号来表示汽车行驶里程，将10米脉冲信号送入由74LS160组成的100进制计数器。当100进制计数器计满时就是行驶了1公里了，此时进位输出一个行驶1公里的脉冲信号，将此信号通过计数、译码，从而显示出来，实现了里程的计数与显示功能，清零和复位可以通过计数器的异步置零端。图为行驶里程显示电路。图 行驶里程电路由数值比较器送来有效脉冲，由两片计数器组成，低位计数器预置为8，前三位计数器计满向此进位，计数

17、器加1。由显示译码器和译码器构成价钱显示。以上三部分构成价钱计数系统。图3.3为单价调整电路。图 单价调整电路里程单价与里程的乘积和等待单价与等待时间的乘积之和就是总金额，总金输出3位，所以我们用3个74160计数器，3个显示器，显示金额。计价与显示模块即总金额显示。图3.4为总金额显示电路。图3.4 总金额显示电路 系统设计与分析本设计以555定时器为核心,以74160智能芯片为外设的出租车计价器的数电系统设计应用等候时间信号，里程传感信号，单价显示，总金额显示等模块。根据白天，晚上以及等待时间收费标准的不同，根据白天，晚上以及等待时间收费标准的不同，利用BCD码加法器改变单价。通输入脉冲进

18、行计数，从而显示2位里程数；途中停车时间大于10分钟开始计费脉冲由系统时钟模块提供，利用系统时钟产生与等候时间成正比的脉冲信号，通过有单价预置的比例系数乘法器进行运算得到等候时间费用，行车里程将汽车行驶的里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。经或门计数器显示器得到3位总金额显示。通过BCD码比例乘法器输出金额，通过计数器，显示器最终输出2位单价，2位里程数，3位总金额当出租车到达目的地时通过总金额的显示就可以收取费用。系统总体仿真电路图见附录。总结本次课设的内容是设计出租汽车里程计价表，出租车里程计价表能随里程的增加自动显示出费用。由于单片机设计简单且灵活性大，因此生活中大多采用单片机的方法设计出租车里程计价器，因为目前我们还没有学习单片机，所以选用数电系统进行设计。本次课设通过4大模块设计计价器分别是：等候时间信号，里程信号，单价显示，总金额显示等等。根据白天，晚上以及等待时间收费标准的不同，通过BCD