1、数字逻辑课程设计课题名称 出租车里程计价表 班 级 姓 名 指导教师 日 期 引 言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。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
2、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方便快捷的服务。现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器，所以计价器技术的发展已成定局。而部分小城市尚未普及，但随着城市建设日益加快，象征着城市面貌的出租车行业也将加速发展，计价器的普及也是毫无疑问的，所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的。目 录 第一章 概论1.1 方案的论证和选择（）1.2 加法器的介绍及其十进制系数乘法器（）1.3 设计方案及其原理分析（）1.4 总电路图() 第二章 单元电路设计与分析2.1 部分部件及其原理（）2.2 秒信号发生器及等候计时电路()2.3 七段显示译码管7
3、4LS48（）2.4 数码管（） 第三章 EWB(MultiSim)软件简单介绍3.1 EWB 的概述()3.2 EWB 的仿真方法() 结语 致谢 参考文献 附录基本要求1、设计秒信号 0.1 分信号脉冲产生器2、选用十进制系数乘法器3、设计四级 BCD 码计数、译码和显示器4、选用产生行驶里程信号的继电器作为脉冲产生电路5、根据乘法器输入系数 a、b、c、d 设计拨码开关电路用来改变里程单价中文摘要本设计主要介绍了基于电子工作平台 Electronics Workbench (EWB)(现称为 MultiSim)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
4、、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。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。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关键词
5、：EWB 软件、555 多谐振荡器、非线性仿真、里程计数、加法器第一章、概论1.1、方案论证与比较通过比较，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，而且还可以方便的对系统进行升级，但是由于实力限制所以我们选择第一种数字电路，只要知道并不是由于他优秀而选择就好。采用数字电路控制。其原理方框图如图 11 所示。采用传感器件，输出脉冲信号，经过放大整形作为移位寄存器的脉冲，实现计价，但是考虑到这种电路过于简单，性能不够稳定，电路不够实用。但是由于只是有限，只能选用此方案。金额显示里程传感器 处理电路等候电路 处理电路图 1-1 数字电路方案1.2、加法器的介绍
6、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 0Q 1Q 2Q 30。同步预置：当 L0 时，在时钟脉冲 CP 上升沿作用下，Q 0D 0，Q 1D 1，Q 2D 2，Q 3D 3。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 EPET1 时，为计数状态。74LS160 的逻辑功能表时钟 CP 异步清除 DR同步置
7、数 LDEP ET 工 作 状 态 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 74LS160 的应用（1）用两片 74LS160 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。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）74LS160 引脚图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.根
8、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图 1-2 74LS160 引脚图器电路图。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
9、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 P5。 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 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
10、 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，P5 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。振荡器传感器6 分频每分钟单价BCD 比例乘BCD 比例器里程单价或门计数器译码器显示器图 1-3 出租车自动计价器原理框图1.4、设计方案及其原理分析：总电路图U174LS47DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC1OB12OG14LT3
11、RBI5BI/RBO4GND8VC16 U274LS47DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC1OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4GND8VC16 U374LS47DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC1OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4GND8VC16 U474LS47DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC1OB12OG14LT3RBI5BI/RBO4GND8VC16U574LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16 U674LS160DQA14
12、QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16 U774LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16 U874LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC161234 567 9101 1314158 12 16VC5V U9ABCDEFGCKU10ABCDEFGCKU1ABCDEFGCKU12ABCDEFGCK1718192021223 24252627282930 3
13、132334353637 3839404142434J1SBREAK1 V 0 V 45VCOUTU1355_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIVC5VR15.1kR25.1kC147uF C210nF464847U1474LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1 CLK2GND8VC1649VCU15A740N&5052U1674LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16U1774LS160DQA14QB13QC12QD
14、1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16U2074LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVC5800U2174LS12D1CLR151J31K21CLK11PRE41Q51Q6GND82Q7 2Q92PRE102CLK132K122J12CLR14VC16U2A740N& U23A740N& U24A740N& U25A740N&U26A740N&VC5VJ2Key = Space59 J3Key = Space60 J4Key = Space61 J5Key = Space6257U28A7420N&6364656 6
15、768U3A7409N&U34A7409N& U35A7409N&U36A7409N&6951U3774LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVC707172VCU3874LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVC778VC5VJ6Key = SpaceJ7Key = SpaceJ8Key = Space79J9Key = Space808182U39A7420N&83848586U4074LS12D1CLR151J31K21CLK11PRE41Q51Q6GND82Q7 2Q92PRE102CLK132K122J12CLR14VC16878V
16、CU41A7409N&8990U4274LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16U43A740N& U45A7409N& U46A7409N&U47A7409N&U4874LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVCVC5VJ10Key = SpaceJ1Key = SpaceJ12Key = SpaceJ13Key = Space U49A7420N&U5074LS12D1CLR151J31K21CLK11PRE41Q51Q6GND82Q7 2Q92PRE102CLK132K122
17、J12CLR14VC16VC10610510410310210110 9 98979291U5174LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16U52A740N& U54A7409N& U5A7409N&U56A7409N&U5774LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVCVC5VJ14Key = SpaceJ15Key = SpaceJ16Key = SpaceJ17Key = Space U58A7420N&U5974LS12D1CLR151J31K21CLK11PRE41Q51
18、Q6GND82Q7 2Q92PRE102CLK132K122J12CLR14VC16012312121120191817 16 1514109108U6074LS0D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3B3A4Y4B4AVC126R31k R41k128129VC5VU61A7409N&U62A7409N&107125124U6374LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVC1271301310VC0VC76 75 74 7356 5 54 5393 94 95 9610 11 12 13VC 0R560 1320第二章、单元电路设计与分析2.1、部分部件及其原理分析
19、VCOUTU1355_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRIVC5VVC5VVC5VR35.1kR45.1kC347uF C410nFU1474LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1 CLK2GND8VC16 U15A740N& U1674LS160DQA14QB13QC12QD1 RCO15A3B4C5D6 ENP7ENT10 LOAD9CLR1 CLK2GND8VC16U1774LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6 ENP7ENT10 LOAD9CLR1 CLK2GND8V
20、C16U2074LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVCU2174LS12D1CLR151J31K2 1CLK11PRE41Q51Q6GND82Q7 2Q92PRE102CLK132K122J12CLR14VC16U2A740N& U23A740N& U24A740N& U25A740N&U26A740N&J3Key = SpaceJ4Key = Space J5Key = SpaceJ6Key = SpaceU28A7420N&U3A7409N&U34A7409N& U35A7409N&U36A7409N&U3874LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A
21、3B4Y4A4BVCJ7Key = SpaceJ8Key = SpaceJ9Key = SpaceJ10Key = Space U39A7420N&U4074LS12D1CLR151J31K2 1CLK11PRE41Q51Q6GND82Q7 2Q92PRE102CLK132K122J12CLR14VC16U41A7409N&585956572717090VC83VC8281807978776 75 7473686749665646362 61 60575453525100504847VC4645413图 1-4 停车等候时间的部分U4274LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A
22、3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16U43A740N& U45A7409N& U46A7409N&U47A7409N&U4874LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVCVC5VJ10Key = SpaceJ1Key = SpaceJ12Key = SpaceJ13Key = Space U49A7420N&U5074LS12D1CLR151J31K21CLK11PRE41Q51Q6GND82Q7 2Q92PRE102CLK132K122J12CLR14VC16VC10610510410310210110 9 98979291U5
23、174LS160DQA14QB13QC12QD1RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10LOAD9CLR1CLK2GND8VC16U52A740N& U54A7409N& U5A7409N&U56A7409N&U5774LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVCVC5VJ14Key = SpaceJ15Key = SpaceJ16Key = SpaceJ17Key = Space U58A7420N&U5974LS12D1CLR151J31K21CLK11PRE41Q51Q6GND82Q7 2Q92PRE102CLK132K122J12CLR14VC1601231
24、2121120191817 16 1514109108U6074LS0D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3B3A4Y4B4AVC126R31k R41k128129VC5VU61A7409N&U62A7409N&107125124U6374LS32D1A1B1Y2A2B2YGND3Y3A3B4Y4A4BVC127130VC93 94 95 9610 11 12 13VC 0图 1-5 行驶里程计费这两个部分的原理是一样的所以只要分析上面那个就好，由 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，上图设置为 0.25 然后有两级 74LS160 及 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 P5。
