基于Multisim的出租车计费器仿真研究.doc

1、0电子设计与制作课程设计班 级： 通信工程姓 名：学 号：指导教师：设计时间：成 绩：评 语：1电子设计与制作实习报告一、 实习目的此次电子设计实习主要为大学四年的专业课起承接作用，完成此次设计有三部分目的。首先对大学两年来所学的有关电子设计方面专业课进行巩固，将所学的理论知识应用到实践中来，理论联系实际，进一步加深对已学相关专业知识的认识。其次，通过此次电子设计，熟悉并掌握电子设计电路的一般设计方法，熟悉电子元器件的表示、参数及封装样式。在设计出租车里程计价表电路过程中，进一步系统地掌握相关专业知识及元件作用，学习利用相关软件进行电子线路的调试，掌握电子电路的仿真及应用仿真软件。最后，通过此

2、次实习，加强对本专业的了解，通过设计，培养同学们的动手能力，从而为以后学习更加高深的专业知识打好基础。二、 实习时间三、 实习内容及过程（一） 设计题目出租汽车里程计价表设计与仿真（二） 设计目的1、 掌握出租汽车里程计价表的设计与仿真；2、 熟悉同步十进制系数乘法计数器芯片的工作原理和使用方法；3、 掌握计数器、寄存器和译码器及显示电路的原理和使用方法。（三） 设计要求1、 设计出租汽车里程计价表电路；22、 选用中小规模集成器件；3、 具有在线仿真及显示电路。（四） 出租车计费器原理框图出租车计价器根据乘客乘坐时汽车行驶路程的多少计价，并在行驶过程中同步显示车费。从起步价 3 元开始，汽车

3、里程未满 1.5 公里时，均按起步价计算。超过 1.5 公里，则在起步价基础上按每 0.1 公里加 0.2 元计算 。路程和计费可通过十进制加法计数器实现。要设计一个精度为 0.1 公里，计费范围为 99.9 元的计费器，则需有 6 个数码管，前三个用来显示路程，后三个用来显示计价。起价（X .X 元）可以通过计数器的置数端进行数据预置。这里行车里程用脉冲信号代替，每来一个脉冲代表 0.1 公里路程 。出租车计费器主要由路程计数电路、比较器电路、计费电路、显示电路和时钟脉冲信号源等组成，其原理框图如图：图一 出租车计价器设计原理框图（五） 出租汽车里程计价表核心器件介绍1、 74LS16074

4、LS160 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。（1） 异步清零：当 RD1 时，Q0Q1Q2Q30；3（2） 同 步预置：当LD1 时，在时钟 脉冲 CP 上升沿作 用下，Q0D0， Q1D1，Q2D2，Q3D3。（3） 锁存：当使能端 EPET=0 时，计数器禁止计数，为锁存状态。（4） 计数：当使能端 EPET1 时，为计数状态。图二 74LS160 逻辑功能图4图三 74LS160 引脚图2、 7485数字比较器图四 数字比较器引脚图数字比较器：对两个位数相同的二进制数进行比较，并判定其大小

5、关系的逻辑电路。3、 拨码开关用来操作控制的地址开关，采用的是 0/1 的二进制编码原理。每一个键对应的背面上下各有两个引脚，拨至 ON 一侧，这下面两个引脚接通；反正则断开。这四个键是独立的，相互没有关联。此类元件多用于二进制编码。 可以设接通为 1；断开为 0，则有： 0000、0001、0010、1110、1111 一共是 16 种编码。 图五 拨码开关5U1DCD_HEX_DIG_GRENU2CDHX_DIG_GRENU3CDHX_DIG_GRENGNDV120 Hz 5 V S1U474LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LO

6、AD9 CLR1CLK2VCC5VS2U574LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2VCC5VS3U674LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2VCC5VS4键 = 空 格 GNDVCC5VU77485NA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31 OAEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4U87485NA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31

7、OAEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4U97485NA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31 OAEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4S5S6U10A74S04DU174LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2U1274LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2U1374LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 E

8、NT10LOAD9 CLR1CLK2U14DCD_HEX_DIG_GRENU15CDHX_DIG_GRENU16CDHX_DIG_GRENS7S8S9V240 Hz 5 V GNDU17A74LS136DS10键 = 空 格 GNDVCC5VVCC5VVCC5VVCC5VVCC5VVCC5V（六） 总原理图图六 出租车计价器设计总原理图（七） 单元电路设计及原理分析1、 初始值设定计费器的所有清 0 功能通过开关 S4 完成。初始值设定部分包括里程置数和起价置数两部分。里程置数由开关 S5 和 S6 完成；起价置数部分由比较器 U9 和反相器 U10A 产生置数信号，由开关 S10 和 U11

9、（74LS160N）进位输出接入异或门 U17A 产生置数脉冲，从而使 U12（74LS160N）获得起价并通过数码管显示。2、 汽车行驶路程计数6主要由计数器 74LS160N 和数码管组成。用 74LS160N 芯片（U4U6）的级联进行路程累加。为了简化设计，这里汽车行驶路程用脉冲信号表示，每个脉冲表示 0.1 公里路，通过数码管显示出来并且数码管最后一位表示小数。3、 路程比较电路路程比较电路主要由三片 7485N（U7U9）数值比较器和预置 1.5km 输入端组成。当行程小于 1.5km 时，U9 的 5 脚 OAGTB（）输出为 0 ，从而使计数器 U11 、U13 处于保持状态；

10、7 脚 OAGTB（）输出为 1 ，从而使计数器 U11 、U13 处于可计数状态； 7 脚 OAGTB（ B, U9 的 7 端输出为 0，通过反相器使得 U12 的 9 脚为 1，置数无效，U12 处于可计数状态，其计数工作过程为：U11 输出 1001 前进位输出为 0 加在异或门输入端，而开关 S10 加在异或门输入端的逻辑值为 1，这样异或门输出 1；当 U11 为 1001 时进位输出为 1 ，由于U1DCD_HEX_DIG_GREENU2CDHX_DIG_GREENU3CDHX_DIG_GREENGNDV120 Hz 5 V S1U474LS160NQA14QB13QC12QD1

11、1RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2VCC5VS2U574LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2VCC5VS3U674LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2VCC5VS4键 = 空 格 GNDVCC5VU77485NA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31 OAEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4U87485NA213B214A1

12、12B111OAGTB 5A010B09A315B31 OAEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4U97485NA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31 OAEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4S5S6U10A74S04DU174LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2U1274LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2U1374LS160NQA14QB13Q

13、C12QD11RCO15A3 B4C5 D6ENP7 ENT10LOAD9 CLR1CLK2U14DCD_HEX_DIG_GREENU15CDHX_DIG_GREENU16CDHX_DIG_GREENS7S8S9V240 Hz 5 V GNDU17A74LS136DS10键 = 空 格 GNDVCC5VVCC5VVCC5VVCC5VVCC5VVCC5V8U1DCD_HEX_DIG_GREENU2CDHX_DIG_GREENU3CDHX_DIG_GREENGNDV120 Hz 5 V S1U474LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4 C5D6 ENP7ENT10LOA

14、D9CLR1 CLK2VCC5VS2U574LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4 C5D6 ENP7ENT10LOAD9CLR1 CLK2VCC5VS3U674LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4 C5D6 ENP7ENT10LOAD9CLR1 CLK2VCC5VS4键 = 空 格 GNDVCC5VU77485NA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31 OAEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4U87485NA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31 O

15、AEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4U97485NA213B214A112B111OAGTB 5A010B09A315B31 OAEQB 6OALTB 7AEQB3 ALTB2 AGTB4S5S6U10A74S04DU174LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4 C5D6 ENP7ENT10LOAD9CLR1 CLK2U1274LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4 C5D6 ENP7ENT10LOAD9CLR1 CLK2U1374LS160NQA14QB13QC12QD11RCO15A3 B4 C5D6 ENP7EN

16、T10LOAD9CLR1 CLK2U14DCD_HEX_DIG_GREENU15CDHX_DIG_GREENU16CDHX_DIG_GREENS7S8S9V240 Hz 5 V GNDU17A74LS136DS10键 = 空 格 GNDVCC5VVCC5VVCC5VVCC5VVCC5VVCC5V异或门输入均为 1，因而输出为 0，这样使得 U12 的时钟脉冲端 2 脚正好得到一个下降沿而计数。另外，U 9 的 5 脚输出 1 ，此时与 5 脚相连的 U11、U13 的使能端ENP = ENT = 1，使 U11、U13 处于计数状态。其仿真结果如图：图八 行程大于 1.5 公里仿真结果图四、 实习总结及体会（一） 组员分工（二） 实习总结（三） 实习心得体会（四） 参考文献1周来秀. 基于 Multisim 的仿真研究R.TN79.湖南：中国科技信息 .20112黄培根. Multisim10虚拟仿真和业余制版实用技术M .北京：电子工业出版社.20089