10级课程设计格式

西安文理学院物理与机械电子工程学院

课程设计报告

专业班级 10级电子信息工程2班

课程数字电子技术

题目出租车自动计费电路

学号 0810*******

学生姓名李斌

指导教师刘渭清

2012年9月

西安文理学院物理与机械电子工程学院

课程设计任务书

学生姓名李斌专业班级 10级电信（2）班学号 0810******* 指导教师刘渭清职称讲师教研室

课程数字电子技术

题目

出租车自动计费电路

任务与要求

出租车自动计费是根据客户用车的实际情况而自动显示用车费用的数字

仪表。仪表根据用车起价，行车里程，等候时间三项计费，求的客户用车的

总费用通过数码管显示。

任务：设计一个出租车自动计费电路，具有起价，行车里程，等候时间三项

计费。最大值为99.99元。起步价为5.0元。在三公里以内按起步价计费，

超过3公里单价为1.0元/km,等候时间为0.1元/min。

开始日期 2012.8.27 完成日期 2012.9.15

年月日

目录

设计目的 (1)

设计任务和要求 (1)

总体设计方案 (1)

功能模块设计与分析 (3)

电路的安装与调试 (7)

实验仪器及元器件清单 (8)

心得体会 (8)

附录一系统电路图 (10)

一、设计目的

出租车自动计费电路是根据客户用车的实际情况而自动显示用车费用的数字的仪表仪器。仪表根据用车的起价、行车里程、等候时间的三项计费，求的客户用车的总费用，通过数码管显示，为司机提供便利。

二、设计任务和要求

用中、小规模集成电路设计与制作出租汽车自动计价器。具体要求如下： 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、每公里该收的行车费（如0.45元）各十分钟应该收的行等候费（如0.25元）均有拨码开关可预先设置

三、总设计方案

1.1、分析方案 设计摘要

本设计主要介绍了基于电子工作平台Electronics Workbench (EWB)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、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。。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现。在做电路过程中要熟练各个器件的功能。每一个组件的作用，应该清楚的记住，大的组合是从每一个小块组成的，所以认真了解每一个小块功能，然后从整体出发。

分析方案

经过分析其原理方框图如图 1－1所示。采用传感器件，输出脉冲信号，等器件完成。

1.2、加法器的介绍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。

①异步清零：当D R ＝0时，Q 0＝Q 1＝Q 2＝Q 3＝0。

②同步预置：当LD ＝0时，在时钟脉冲CP 上升沿作用下，Q 0＝D 0，Q 1＝D 1，

Q 2＝D 2，Q 3＝D 3。

③锁存：当使能端0E P E T ＝时，计数器禁止计数，为锁存状态。 ④计数：当使能端EP ＝ET ＝1时，为计数状态。

74LS160的逻辑功能表

◆74160的应用

用两片74160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00－23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。

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P6。

◆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，P6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基本是这样实现的说明如下：

开始时产生一个秒脉冲经过6分频即变为6秒的脉冲即为0.1分钟的，经过74LS160后就会是它开始计数而J-k触发器则为置1状态当74LS160输出与单价相同时J-K就置0，再经过与门与上面的P5合成以后形成脉冲个数然后往上传直到上面的74LS160中开始计数，然后在数码管上面显示。第一图中下面的的74LS60基本与上面的一样只是在脉冲的时候与上面的Qd经过与门处理后输出总体输出脉冲个数为20（上面）+5（下面）的和即为等候单价。

下面图的说明基本同上面一样只是少个6分频而已。

图中一个74LS160状态转换图为

图中其他74LS160基本状态转换图

图1 系统原理框图

四、功能模块设计与分析

总电路图

下面的三部分总电路分别为（1）计数、译码、显示电路（上）

（2）等候费用产生电路（中）

（3）公里行车费用产生电路（下）

让电路图2中的P6、电路图3中的P3接到电路图1中的74LS32两个输入端就可以构成一个完整的出租汽车自动计价器。

振荡器

振荡器可由晶振组成，也可以由555定时器组成。图4是由555定时器构成的1HZ的

自激振荡器，其原理是0.7(2R2+ R1)C1=1s，f=1/t=1HZ。输出的便是1HZ的信号，从而达到目的。

74LS32D 计数、译码、显示电路（上）

等候费用产生电路（中）

公里行车费用产生电路（下）

五、电路的安装与调试

1．按图上部电路连接好计数、译码、显示线路，用函数发生器的方波脉冲作为输入信号，调试译码、显示到正常工作。

2．用555连接好秒信号产生电路，用P4信号驱动上述计数、译码、显示电路，调试、观察秒信号电路工作到正常为止。

3．秒信号台电路与74LS160构成的计数器相连，产生P5信号，又接入计数、译码显示电路中，调试，观察当显示100个计数脉冲时，等候时间是否为10分钟，直到正常工作为止。4．完整连接好图中部电路，再观察译码、显示电路的数字和等候时间P6的关系是否随拨码开关的变化而成比例变化，直到正常工作为止。

5．安装图下部电路，函数发生器的方波脉冲产生P2信号，将P3直接做为上部电路的输入脉冲，调试、观察显示结果和拨码开关的对应关系，直到正常工作为止。

六、实验仪器及元器件清单

74LS48(及配合LED)，74LS160，74LS00，74LS32，74LS04，74LS08，74LS86，74LS112，CC4072，5G555，电阻、导线若干，干簧继电器，拨码开关，实验箱，74LS192,74LS90,74LS161,工具包，面包板三个，示波器，万用表等。

七、心得体会

经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关数字电子技术方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵，通过与组员的密切配合，我们各自分工，通过分配任务不仅提高了工作效率，还节约了大部分时间，通过我与组员的密切合作，让我感受到了合作的乐趣，不仅将繁琐的课程设计任务变得简单而且充满了乐趣，让我学会了怎么去和其他人交流。

在课程设计之前，我们通过各个渠道查找资料后分析验证，经过多次的修改和整理，作了如上的设计思路。虽然这次设计一开始是按照设计要求去完成的，但由于在实际操作中，出现了比较大的问题，导致以上的准备资料，在实际操作中都未能派上用场。在这次的课程设计过程中，我懂得了很多，课程设计不光是让我们去“设计”，更重要的是培养我们的能力！通过本次课程设计使我对通信电子线路又有了进一步的了解，增加了对所学知识的应用。

过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈

荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！

课程设计诚然是一门实践课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了怎么看电路图，怎么各种元器件，如何上网查资料，如何与小组成员合作，如何合理安排每个人的任务等等。

我认为，在这为期两周的实践课当中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！

我认为，在为期两个周的课程设计中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师和同学。使我再专业知识和动手实践方面都得了到很好的提升，在此，要对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！课设的成功，少不了老师的耐心指导和同学的热心帮助，以及小组中其他成员的大力配合。没有大家的默契，也收获不了今日的成功，在课设的过程中每一个人都努力查找资料，仔细检查，认真核对，

都付出了自己的努力和艰辛，在此，谢谢所有人的努力和帮助，才使实验能够得以顺利地完成。

在此，我衷心的感谢我的实验指导老师刘渭清老师和孙静老师，是他耐心的帮助我解决了一个又一个的难题，是他们一次又一次的帮助我们找出实验中的不足和问题；我还要感谢实验室的段健老师，感谢段老师给我们提供实验器材。

附录一系统电路图

（用protel、protues或Multisim画图）