出租车计价器控制电路设计

数字电路课程设计出租车计价器控制电路设计实验案例相关说明实验案例名称：出租车计价器控制电路设计

12实验学时：8学时3使用对象：2013级物教4实验课程名称：数字电路

contents实验案例的引入1实验实施过程42实验教学目的实验案例设计思想3实验报告56考核内容与方法

实验案例提出与实验内容确定

用数字集成电路设计出租车计价器控制逻辑电路指标如下：1） 显示功能(里程，单价，总价等)；2） 可预置功能（起步价、单价）；3） 行车按里程收费；4） 等候按时间收费，如每10分钟增收1公里的费用；5） 按下计价键后，汽车运行计费功能，行车时侯时关断；停车侯时计数，运行计费关断；6） 复位清零功能，按下复位键，显示装置清0（里程与侯时清0，总价显示清0）。扩展功能：1）白天与夜晚收费的切换功能键2）系统时间显示功能3）你想得到的能用数字电路知识实现的任何功能实验教学目的本项目是专科低年级数字电路教学的一配套实验，教学目的：强化学生对数电知识掌握，培养学生逻辑思维与数字电路设计能力；由于学生刚接触设计型实验，本设计实验案例可让学生体会整个设计过程，通过对项目设计来激发其学习兴趣。项目设计思想

此项目案例的设计思想是利用实验项目驱动数字电路课课程教学，因此，实验需要包含数字电路教学大纲（专科）中90%左右内容：BCD码、卡诺图化简、逻辑函数表达式、单元门电路等数字逻辑的基础知识；组合电路设计（中规模集成加法器电路74LS283应用，译码器，显示器）、触发器、时序逻辑电路（计数器芯片应用）和脉冲波形的产生（555电路）等基础知识，培养学生的数字逻辑思维和数字电路设计能力，达到实验教学目的。教学实施过程理解出租车计价器控制电路功能要求根据设计要求，首先进行系统分析

系统需要实现哪些功能，根据系统功能划分模块进行设计，各模块设计时需要哪些课程中相关的理论知识，模块与模块之间应如何连接，以满足系统功能要求）根据上述分析结果，回归到课程中相关的理论知识复习及整理上来，比如计费等功能实现所需知识；模块化设计即系统中单元电路设计的具体实施，相关知识及相关设计方法运用，模块调试与功能实现。针对高职高专一年级学生，注意指导学生学会查阅数据手册等，培养基本功。系统设计模块之间的控制与接口电路设计，多个单元电路联调直至系统整机调试，系统整体功能的实现。要完成整个系统设计，只是孤立掌握各知识点是不行的，教师要引导学生用数字逻辑相关知识实现各模块间逻辑关系的正确描述。最后考察系统稳定性，合理性，可扩展性及扩展功能的实现；具体实验时，针对不同层次学生做必要的个别指导在实验完成后，可以分组以项目演讲、答辩、评讲的形式进行交流，了解不同解决方案及其特点，拓宽思维,学习交流不同解决方案的特点。同时学生可以告诉老师自己的作品还将进行哪些方面的改进；（做设计时每个同学独立做，做好后给一次课时间进行同学间的交流，一种方案派一位同学上台讲述其设计，讲述后接受答辩及同学提问，答辩者可以适当加分）在设计中，要注意学生设计的规范性，如系统结构与模块构成撰写设计总结报告.教师对学生进行引导，同时突出学生自主设计实验原理简介

实验原理

实验原理简介

里程计数及显示电路加法器模块电路里程判别电路秒信号发生器及等待计时电路清零复位电路主要单元电路：

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1Km发一个脉冲,里程的计数显示，可用十进制、译码显示。该模块涉及时序电路相关知识，如计数器（74ls60,74ls90等）、译码驱动器、显示器等中规模芯片相关知识。侯时模块设计类似于里程计数模块，不同的是脉冲信号可由石英晶振经分频后获得。简易的也可用555定时器近似获得，涉及脉冲信号产生相关知识。器件选择：计数器可用74LS160、74LS90等，显示可用译码、驱动、显示三合一器件CL002（7seg-BCD）或共阴、共阳显示组件（74LS248、LC5011-11或74LS247、LA5011-11）。2.加法器模块电路该模块功能为计价，由两部分组成:一是里程计价：在起价公里以内（如5公里内），按起步价收费；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，自动关断计时等待，而当要等候计数时，需要手动按动“等候”计费开关，进行计时，时间到（如10分钟），则输出1公里的脉冲。相当于里程增加1公里，数字显示均为十进制数，因此，加法也要以BCD码相加。该模块涉及到加法器74LS283(包括K图化简)、门电路及码制转换相关知识、触发器等时序电路相关知识。3.里程判别电路当所设置的起价公里数到时，使触发器翻转。下图为5公里时触发器动作。里程判别电路输出控制（起步价与起步价之后计费）锁存器（可用74224）的输出，结合里程和侯时脉冲控制74273的clk端，最终控制总价按公里显示,锁存器也可选择74LS175等。4.秒信号发生器及等待计时电路秒信号可用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。候时计数器每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进制计数器。5.清零复位电路清零复位后，要使各计数均清0，显示器中仅 有单价和起步价显示外，其余均显示为0。实验报告需要反映以下工作：设计任务与要求主要器件性能讨论与选择设计原理与实现方案论证完整的电路设计原理图电路调试过程与方法设计与调试过程中遇到的问题与解决办法实验心得体会与总结

实验报告

实验验收：功能与性能指标的完成程度，完成时间。实验质量：电路方案的合理性。自主创新：功能构思、电路设计的创新性，自主思考与独立、实践能力。实验报告：实验报告的规范性与完整性。

考核内容

考核方法

正确计费——30分正确显示(里程，单价，总价等)——10分可预置功能——10分复位清零——10分方案合理优秀——10分扩展功能——15分实验报告——15分

有机地“串联”了数电大纲（专科）中约90%内容：

包含了

BCD码、卡诺图、门、组合电路、时序电路和脉冲信号等知识，基本功能要求难度不太大，适合于电子类专业专科低年级学生，实施好了该项目可有效驱动数字电路教学，激发学生学习兴趣，培养其逻辑思维能力和数字系统设计基本功；分层次教学：基本要求+扩