张发锐凌子豪课程设计(出租车计价器)

安徽矿业职业技术学院出租车计价器设计课程设计报告书（2014届）题目数字电子出租车计价器姓名张发锐凌子豪学号145802020334145802020335专业电气自动化技术指导老师田野设计时间2016年6月8日—2016年6月18日目录一、设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1二、设计任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12.1设计要求及技术指标„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12.2要完成的任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12.3设计模块„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12.4总体思想„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22.5总体框图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2三、出租车自动计费器的实现„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33.1出租车电路的实现„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33.1.1里程计算与显示电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33.1.2里程比较电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33.2时间计费模块中的计数部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43.2.1设计任务分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43.2.3单元电路分析与设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„53.2.4系统原理电路与仿真„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„63.3时间计费模块中的比较部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„63.3.1设计任务分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„63.3.2系统方案设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„63.3.3单元电路分析与设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73.3.4系统原理电路与仿真„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73.4计价部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7四、仿真过程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„84.1里程大于3km时„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„84.2等待时间大于5分钟时„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8五、总电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9六、设计心得„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10七、出租车计费器核心器件简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„127.174LS160„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„127.274LS85„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„137.3555计时器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„147.47400N74LS02N7404N„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„167.5所用元件数量及价格表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16八、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18摘要随着社会的进步以及人们生活水平的日益提高都促使交通工具的不断变化，无论是在大城市或是中小城市越来越多的出租车公司不断的出现。出租车的出现方便了人们的生活，对于现在快节奏生活方式的人们来说出租车无疑是最好的交通工具。那么其收费的方式自然而然就被给予关注，比如收费标准以及行驶里程等。出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-1-一、设计目的1.1本电子设计主要实现以下目的：1）增强对数字电子技术课程的了解与掌握2）学习相关软件的使用方法3）具备简单电子的设计能力出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-2-二、设计任务2.1设计要求及技术指标设计一出租车计价器，设计要求及技术指标如下：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、超过基本里程，每千米行车费增加1元。4、在等候计时时，超过基本时间，每分钟增加0.1元。2.2要完成的任务设计一个出租车自动计费器，计费包括起步价、行车里程计费、等待时间计费三部分，用四位数码管显示金额，最大值为999.9元，最小计价单元为0.1元，行程3km内，且等待累计时间5分钟内，起步费为8元，超过3km，以每km1元计费，等待时间单价为每分钟0.1元。用两位数码管显示总里程，最大为99.9公里。用两位数码管显示所超时间数，最大值为59min。2.3设计模块(1)里程计费模块里程计费模块实现对于出租车在形式过程中里程计费功能。当行车里程大于3KM时，计费模块实现一次计数。即超过3KM，每公里增加1元。(2）时间计费模块时间计费模块实现对于出租车在形式过程中等候计费功能。当等侯时间大于5Min时，计费模块实现一次计数。即超过5Min，每分钟增加0.1元。(3）计量计费模块计费计量模块实现对于出租车在行驶和等待过程中的继承和计时功能；当行车里程大于3KM时或等待时间大于5Min时，计量模块均实现一次计数。2.4总体思想出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-3-汽车一开动，随着里程的增加，就会看到汽车前面的计价器里程数字显示的读数从零逐渐增大，而当行驶到3km时，计费数字显示开始从起步价8元开始逐渐增加。当出租车遇到红灯或堵车时等待计时模块开始启动，里程模块暂停，当等待时间大于5min时，超时计时模块启动，同时超时计费模块也启动，汽车继续行驶时，停止等候计时，继续增加里程计费，到达目的地时，便显示应收费用。2.5总体框图三、出租车自动计费器的实现出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-4-3.1出租车电路的实现3.1.1里程计算与显示电路里程计算模块对测距传感器发出的0.1km的脉冲信号进行计数，计满10个脉冲表示1km。用三片74ls160接成三个十进制计数器，信号发生器触发脉冲，每触发一个脉冲为出租车行进中的0.01km,第一块加法计数器累计十次脉冲，向第二快加法计数器输去一次脉冲，当第二块加法计数器累计到十次时，表示出租车向前行进了1km.里程计算与显示电路如下图3.1所示。图3.1里程显示电路3.1.2里程比较电路及计费电路里程比较电路如下图3.2所示，用两片74LS160接成100进制计数器，由信号发生器触发脉冲，每触发一个脉冲为出租车行进中的0.1km，当里程超过3km通过7485N比较器,从而7485N（U8）比较器的F（AB）输出为高电平，通过或非门作为超基本里程计费的闸门信号，启动超基本里程计费电路，由每公里的触发脉冲触发计费电路实现费用累加。出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-5-图3.2里程比较基本里程设定为3km。当实际行驶距离超过基本里程时，则在原有计费的基础上加上每公里单价，电路如下图3.3所示图3.33.2时间计费模块中的计数部分出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-6-3.2.1设计任务分析汽车在行驶过程中遇到红灯需要等待，客人有事办需要等待。等待累计时间3分钟内，起步费为8元，超过3公里，以每公里1元计费，等待时间单价为每分钟0.1元。那么，需要设计一个计数器在3分钟内计数器不输出，第四分钟脉冲下降沿来时计数器开始输出。用多谐振荡器来控制时钟脉冲。3.2.2系统方案设计用555定时器构成多谐振荡器并产生T=1min的时钟脉冲。如下图3.4所示图3.43.2.3单元电路分析与设计设计框图3.2.4系统原理电路与仿真出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-7-图3.53.3时间计费模块中的比较部分3.3.1设计任务分析等待累计时间3分钟内，不收取等待时间费用，超过5分钟以每分钟1元计费。那么，需要设计一个比较器与计数器比较，再用另一组计数器记录下收费的时间，实现在5分钟内计数器不输出，第6分钟脉冲下降沿来时计数器开始输出。3.3.2系统方案设计用4片74ls160构成6000进制计数器，秒由十进制和六进制级联成60进制并依次为秒的个位、十位，分钟由两个10进制直接级联成100进制且依次为分钟的个位、十位。用555定时器构成多谐振荡器并产生T=1min时钟脉冲3.3.2单元电路分析与设计设计框图出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-8-3.3.3系统原理电路与仿真图3.53.4计价电路该电路由两部分组成，一是里程计价：在起价公里以内（如3公里内），按起步价算；若超过起价里程，则每走0.1km，计价器则增加的相应的价钱。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“等侯”计费开关，进行计时，时间超过基本等待时间，每超过1min，则相当超过0.1km，相当于里程增加了0.1km，数字显示均为十进制数。出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-9-四、仿真过程4.1里程大于3km时，仿真如下图4.1所示图4.14.2等待时间大于5分钟时，如下图4.2所示图4.2出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-10-五、总体电路图总体电路图5.1出租车计价器2016年单片机原理及应用课程设计-11-六、心得体会三周的课程设计时间很快就过去了，这三周的课程设计让我对我们数电有了更多的认识。当然包括在这三周中我们这组做的出租车计费器,不仅对它的内部结构有了认识,更对其内部芯片等的作用有了更多的了解.在这次实习