数字电路逻辑设计课程设计学院：学院：信息工程学院班级：班级：通信0802姓名：姓名：李凤华学号：学号：2008001302课题名称：课题名称：出租车自动计费器一、设计任务与要求出租车自动计费器是根据客户用车的实际情况而自动显示车费的数字仪表。仪表根据用车起价、行车里程计费及等候时间计费三项求得客户用车的总费用，通过数码自动显示，还可以联接打印机自动打印收据。（1）设计制作一个自动计费器，具有行车里程计费及起价等三部分。用3位数码管显示总的金额，最大值为99.9元。（2）行车里程单价（×.××元/公里）、等候时间单价（×.××元/2分钟）、起价（×.××元）均能通过BCD码拨盘输入。（3）在车辆启动和停止时发出音响信号，以提醒顾客注意。二、设计方案（1）行车里程计费。行车里程的计费电路将汽车行驶的里程数转换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电路变成收费金额。里程传感器可用霍尔传感器实现，安装在与汽车轮相连接的涡轮变速器上的磁铁使霍尔传感器在汽车每前进10米闭合一次，即输出一个脉冲信号，实验用一个脉冲源模拟。若每前进1km，则输出100各脉冲，将其设为P3。然后选用BCD码比例乘法器（如J690）将里程脉冲数乘以一个表示每公里单价的比例系数，比例系数可通过BCD码拨盘预置，例如单价是0.5元/公里，则预置的两位BCD码为B2=5、B1=0，则计费电路将里程计费变换为脉冲个数。P1=P3(0.1B2+0.01B1)，由于P3为100，经比例乘法器运算后使P1为50个脉冲，即脉冲当量为0.01元/脉冲。（2）等候计费电路。与里程计费一样，需要把等候时间变换成脉冲个数，且每个脉冲所表示的金额（即当量）应和里程计费等值（0.01元/脉冲）。因而，需要有一个脉冲发生器与等候时间成正比的脉冲信号。例如，100个脉冲/2分钟并设为P4。然后通过有单价预置的比例乘法器进行乘法运算，即得到等待时间计费器P2。如果设等待单价是0.5元/2分钟，则P2=P4(0.1B4+0.01B3)，其中B4=5,B3=0。（3）起价计费。按照同样的当量将起价输入到电路中，其方法可以通过计数器预置端直接进行数据预置，也可以按当量将起价转换成脉冲数，向计数器输入脉冲。例如设起价是8元，则对应的脉冲数P0=800（个脉冲）。最后，得到总的行车费用P=P0+P1+P2，经计数译码及显示电路显示结果。三、原理电路图出租车自动计费器原理框图框图中表示起价数据直接预置到计数器中作为初始状态。行车里程计费和等候时间计费这两项的脉冲信号不是同时产生的，因而可利用一个或门进行求和运算，或运算后的信号即为两分脉冲之和，然后用计数器对脉冲进行计数，即求得总的用车费用。行车里程计费电路图里程计费电路如图所示，安装在与汽车轮相接的涡轮变速器上的磁铁使霍尔传感器在汽车每前进10m闭合一次，即输出一个脉冲信号。汽车每前进1km，则输出100个脉冲。此时，计费器应累加1km的计费单价，本电路设为0.50元/公里。在上图中，霍尔传感器产生的脉冲信号经施密特触发器整形得到CP0。CP0送入由两片74HC161构成的一百进制计数器，当计数器计满100个脉冲时，一方面使计数器清0，另一方面将基本RS触发器的Q1置为1，使74HC161（3）和（4）组成的五十进制计数器开始对标准脉冲CP1计数，计满50个脉冲后，使计数器清0。RS触发器复位为0，计数器停止计数。在五十进制计数器计数期间，由于Q1=1，则P2=/CP1，使P2端输出50个脉冲信号，代表每公里行车的里程计费，即每个脉冲的计费是0.01元，称为脉冲当量。等候时间计费电路图等候时间计费电路如图所示，由74HC161（1）（2）（3）构成、、的六百进制计数器对秒脉冲CP2作计数，当计满一个循环时也就是等候时间满2分钟。一方面对六百进制计数器清0，另一方面将基本RS触发器置为1，启动74HC161（4）和（5）构成的五十进制计数器（2分钟等候单价）开始计数，计数期间同时将脉冲从P1输出。在计数器计满2分钟等候单价时将RS触发器复位为0，停止计数。从P1输出的脉冲数就是每等候2分钟输出50个脉冲，表示单价为0.50元/2分钟，即脉冲当量为0.01元，等候计时的起始信号由接在74HC161（1）的手动开关给定。时钟电路图时钟电路提供等候时间计费的计时基准信号，同时作为里程计费和等候时间计费的单价脉冲源，在上图中，555定时器产生1kHZ的矩形波信号，74LS90组成的3级十分频后，经得到1Hz的脉冲信号，可作为计时的基准信号。同时，可选择经分频得到的500Hz脉冲作为CP1的计数脉冲。也可采用频率稳定度更高的石英晶体振荡器。计数电路图上图是由3片74LS160级联构成的模999计数器，计数范围为0~999。片1的CTP