这是出租车计价器的proteus仿真,附件里有仿真及实验报告
请大家多多指教
使用方法:在按下仿真开始按钮后,仿真开始运行。起步价为五元,超过两公里每公里单价两元,上不封顶。其中设计有清零按钮可以随时归零,方便司机使用。侯时按钮为出现等人堵车等情况所设计。按下后没十分钟两元。
出租车计价器 实验报告 电子信息工程一班 苏* 指导教师:毛* 目录 一.设计任务与要求 二.主要器件性能讨论与选择 三.设计原理与实现方案论证 1.里程计数及显示 2.加法器模块电路 3.里程判别电路 4.秒信号发生器及等待计时电路 5.清零复位电路 四.完整的电路设计原理图 五.电路调试过程与方法 1.标号问题 2. 元件调整 3. 接线问题 4. 器件、结点 六.设计与调试过程遇到的问题与解决办法 七.实验心得体会与总结
一.设计任务与要求1.用数字集成电路设计出租车计价器控制逻辑电路,指标如下: 1) 显示功能(里程,单价,总价等); 2) 可预置功能(起步价、单价); 3) 行车按里程收费; 4) 等候按时间收费,如每10分钟增收1公里的费用; 5) 按下计价键后,汽车运行计费功能,行车时侯时关断;停车侯时计数,运行计费关断; 6) 复位清零功能,按下复位键,显示装置清0(里程与侯时清0,总价显示清0)。 2. 1)强化学生对数电知识掌握,培养学生逻辑思维与数字电路设计能力; 2)由于学生刚接触设计型实验,本设计实验案例可让学生体会整个设计过程,通过对项目设计来激发其学习兴趣。
二.主要器件性能讨论与选择器件选择:计数器可用74LS160、74LS90等,显示可用译码、驱动、显示三合一器件CL002(7seg-BCD)或共阴、共阳显示组件(74LS248、LC5011-11或74LS247、LA5011-11)。 1.74LS244: 为3态8位缓冲器,一般用作总线驱动器。74LS244没有锁存的功能。地址锁存器就是一个暂存器,它根据控制信号的状态,将总线上地址代码暂存起来。它主要用于三态输出,作为地址驱动器、时钟驱动器、总线驱动器和定向发送器等。
L表示低电平H表示高电平 X表示不定状态 Z表示高阻态 2.74LS90: 是异步二—五—十进制加法计数器,它既可以作二进制加法计数器,又可以作五进制和十进制加法计数器。 通过不同的连接方式,74LS90可以实现四种不同的逻辑功能;而且还可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零,借助S9(1)、S9(2)将计数器置9。其具体功能详述如下: (1)计数脉冲从CP1输入,QA作为输出端,为二进制计数器。 (2)计数脉冲从CP2输入,QDQCQB作为输出端,为异步五进制加法计数器。 (3)若将CP2和QA相连,计数脉冲由CP1输入,QD、QC、QB、QA作为输出端, 则构成异步8421码十进制加法计数器。 a) 异步清零 当R0(1)、R0(2)均为“1”;S9(1)、S9(2)中有“0”时,实现异步清零功能, 3. 74ls160: 是十进制计数器,也就是说它只能记十个数,从0000-1001(0-9到9之后再来时钟,就回到0.首先是clk,这是时钟,之后是rco这是输。MR是复位,低电频有效。load是置数信号,当他为低电平时,在始终作用下读入D0到D3。另外D0到D3是置数端,Q0到Q3是输出端 4.74LS273:是一种带清除功能的8D触发器, 1D~8D为数据输入端,1Q~8Q为数据输出端,正脉冲触发,低电平清除,常用作数据锁存器,地址锁存器。 D0~D7:出入; Q0~Q7:输出 第一脚WR:主清除端,低电平触发,即当为低电平时,芯片被清除,输出全为0(低电平); CP(CLK):触发端,上升沿触发,即当CP从低到高电平时,D0~D7的数据通过芯片,为0时将数据锁存,D0~D7的数据不变。 5.74LS283:4位二进制超前进位全加器。 三.设计原理与实现方案论证1.里程计数及显示在出租车转轴上加装传感器,以便获得“行驶里程信号”。 设汽车每走1Km发一个脉冲,里程的计数显示,可用十进制、译码显示。该模块涉及时序电路相关知识,如计数器(74ls60,74ls90等)、译码驱动器、显示器等中规模芯片相关知识。 侯时模块设计类似于里程计数模块,不同的是脉冲信号可由石英晶振经分频后获得。简易的也可用555定时器近似获得,涉及脉冲信号产生相关知识。但在这个实验中使用直接的脉冲信号。 2.加法器模块电路该模块功能为计价,由两部分组成: 一是里程计价:在起价公里以内(如5公里内),按起步价收费;若超过起价公里,则每走一公里,计价器则加上每公里的单价款。 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“等候”计费开关,进行计时,时间到(如10分钟),则输出1公里的脉冲。相当于里程增加1公里,数字显示均为十进制数,因此,加法也要以BCD码相加。该模块涉及到加法器74LS283(包括K图化简)、门电路及码制转换相关知识、触发器等时序电路相关知识。 3.里程判别电路当所设置的起价公里数到时,使触发器翻转。下图为5公里时触发器动作。 里程判别电路输出控制(起步价与起步价之后计费)锁存器(可用74224)的输出,结合里程和侯时脉冲控制74273的clk端,最终控制总价按公里显示,锁存器也可选择74LS175等。 4.秒信号发生器及等待计时电路秒信号这里用cp信号直接代替。候时计数器每10分钟输出一个脉冲。个位秒计数器为60进制,分计数器为十进制,这样就组成了600进制计数器。 5.清零复位电路清零复位后,要使各计数均清0,显示器中仅 有单价和起步价显示外,其余均显示为0 四.完整的电路设计原理图
五.电路调试过程与方法仿真过程中遇到了很多的问题,在遇到问题后根据除出现的情况按照逻辑真值表进行调整。 1.标号问题:在英文输入状态下按A键输入net=*#即可进行快速标号,十分方便。 2. 元件调整:双击原件即可调整原件参数。如果在运行状态,这个操作会导致总电源的关闭。 3. 接线问题:当且仅当元件、结点不移动的情况下,连线不移动,新接连线会自动调整,可用鼠标移动到线上拖动,若线上出现小方框,说明线太密,不能移动。 4. 器件、结点圈选以后可以整体移动。圈内的器件、结点相对位置不会移动,导线两端均在圈内则不移动,导线两端在圈外亦不移动。
六.设计与调试过程遇到的问题与解决办法1.由于还未学习555电路,所以在本次设计中将本用555电路的信号发生部分替换成了直接使用的CP信号。
七.实验心得体会与总结经过多天的努力终于实现了本设计的要求,对各个芯片的功能和原理有了进一步的了解和掌握。虽然在仿真过程中遇到了不少困难,但是这样更加锻炼了我。在这次课程设计中,我在找到错误时,学会分析错误产生的原因,让我更好的了解到芯片每一个引脚所起的作用。这也为以后的电路设计积累了宝贵的经验。这次课程和设计让我学到了很多东西。总之,这次设计不光增强了我的思维能力,更让我学会了分析问题和解决问题的方法
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