基于multisim的出租車計價器設(shè)計課程設(shè)計

1、<p>　　基于Multisum的出租車計價器課程設(shè)計</p><p>　　1.1設(shè)計目的和意義</p><p><b>　　1.1.1目的</b></p><p>　　1. 能構(gòu)實現(xiàn)計程功能</p><p>　　2. 實現(xiàn)計費功能，計費標準為：按行駛里程收費，起步費為6.0元，并在車行3公里后再按2

2、.0  元/公里，最高計費為99.9元，車停止不計費，能將車費顯示出來。</p><p>　　1.1.2意義 </p><p>　　在我們是生活中，乘坐出租車是再常見不過的了，因此人們對出租車計費問題也是非常的敏感的。隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，對出租車計費器的要求也越來越高，用戶不僅要求計費器性能穩(wěn)定，計費準確，有防作弊功能；同時還要求其具有車票資料打印 、ＩＣ卡付費、

3、語音報話、和電腦串行通信等功能。因此出租車計費器在我們的生活中也是很重要的。</p><p>　　1.2初始參數(shù)和要求 </p><p>　　1.2.1 74LS160計數(shù)器的簡介</p><p>　　74LS160 是一個具有異步清零、同步置數(shù)、可以保持狀態(tài)不變的十進制上升沿計數(shù)器，共有54/74160 和54/74LS160 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。</p>

4、;<p>　　1.2.2 74LS85比較器的簡介</p><p>　　74LS85比較器是一個4位數(shù)值比較器，它是由高位開始比較，逐位進行。若最高位已比較出大小，則以后各位大小都對比較結(jié)果沒有影響；如果最高位相等，則比較次高位；同理，次高位已比較出大小，則以后各位大小對結(jié)果沒有影響。如果4位比較都相等，則再看級聯(lián)信號輸入。級聯(lián)輸入信號是由低位比較器的輸出而來。</p><p&

5、gt;　　1.2.3 74LS283加法器的簡介</p><p>　　74LS加法器是4為超前進位加法器，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個數(shù)值信號的相加。</p><p>　　1.2.4 初始要求</p><p>　　電路能夠?qū)崿F(xiàn)初始設(shè)定，起步費為6.0元，并在車行3公里后再按2.0  元/公里計算，車停止不計費，能將路程及車費顯示出來。</p>&

6、lt;p>　　1.2.5 所用軟件工具</p><p>　　本次設(shè)計主要使用了Multisim10進行電路的設(shè)計與仿真。 </p><p>　　Multisim是加拿大圖像交互技術(shù)公司（Interactive Image Technoligics 簡稱IIT公司)推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、

7、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。</p><p>　　工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和

8、測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。Multisim軟件結(jié)合了直觀的捕捉和功能強大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對電路進行設(shè)計和驗證。憑借NI Multisim，您可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫的電路圖，并利用工業(yè)標準SPICE模擬器模仿電路行為。借助專業(yè)的高級SPICE分析和虛擬儀器，您能在設(shè)計流程中提早對電路設(shè)計進行的迅速驗證，從而縮短建模循環(huán)。與NI LabVIEW和SignalExpress軟件的集成，完善了具有強大技術(shù)的設(shè)計流程，從而

9、能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實現(xiàn)建模測量。</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)工作原理</b></p><p>　　本設(shè)計方案系統(tǒng)的總體工作原理如圖1所示。按行駛里程收費，起步費為6.0元，并在車行3公里后再按2.0  元/公里，最高計費為99.9元，車停止不計費，將路程及車費顯示出來。</p><p>　　路程的計算來自于車

10、輪給予的脈沖，車啟動后計費器開始工作。本設(shè)計方案為設(shè)定每米車輪給路程計數(shù)器一個脈沖，并通過顯示器把路程顯示出來，同時把路程與預(yù)置的3公里進行比較，當路程小于等于3公里時，車費顯示為6元。當路程大于3公里且接收到50米脈沖時，計費器加一毛錢。當加夠一塊錢時，計數(shù)器進位，與預(yù)置為6元的加法器相加。當加法器夠十元，進位，使十元的計數(shù)器工作，計數(shù)。本設(shè)計方案，顯示的最高車費為99.9元。 </p><p><b&g

11、t;　　圖1 工作原理圖</b></p><p>　　本設(shè)計方案的系統(tǒng)主要電路圖如圖2所示。兩個脈沖發(fā)生器均為由車輪傳來的并經(jīng)過計數(shù)器計數(shù)的脈沖。且此圖只顯示車費。</p><p>　　圖2 系統(tǒng)主要電路圖 </p><p><b>　　2.2 器件選擇</b></p><p>　　2.2.1 74LS1

12、60計數(shù)器的功能</p><p>　　圖3 74LS160芯片圖 </p><p>　　74LS160 是一個具有異步清零、同步置數(shù)、可以保持狀態(tài)不變的十進制上升沿計數(shù)器，共有54/74160 和54/74LS160 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　74LS160異步清零端/MR1 為低電平時，不管時鐘端CP信號狀態(tài)如何，都可以完成清零功能。 74

13、LS160的預(yù)置是同步的。當置入控制器/PE為低電平時，在CP上升沿作用下，輸出端Q0-Q3與數(shù)據(jù)輸入端P0-P3一致。對于54/74160，當CP由低至高跳變或跳變前，如果計數(shù)器控制端CEP、CET為高電平，則/PE應(yīng)避免由低至高電平的跳變，而54/74LS160無此種限制。 74LS160的計數(shù)是同步的，靠CP同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。 當CEP、CET均為高電平時，在CP上升沿作用下Q0-Q3同時變化，從而消除了異

14、步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。對于54/74LS160的CEP、CET跳變與CP無關(guān)。 74LS160有超前進位功能。當計數(shù)溢出時，進位輸出端（TC）輸出一個高電平脈沖，其寬度為Q0的高電平部分。 在不外加門電路的情況下，可級聯(lián)成N位同步計數(shù)器。 對于54/74LS160，在CP出現(xiàn)前，即使CEP、CET、/MR發(fā)生變化，電路的功能也不受影響。</p><p>　　選擇74LS160主要

15、用于接受脈沖，計算路程，及用其進位輸出使控制車費的計數(shù)器工作進行計費。</p><p>　　2.2.2 74LS283加法器組成預(yù)置數(shù)計數(shù)器</p><p>　　圖4 74LS283芯片圖</p><p>　　74LS283加法器是4為超前進位加法器，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個數(shù)值信號的相加。在本設(shè)計中，先使加法器A端設(shè)為6，B端為計數(shù)器所輸出的數(shù)值信號。而在本設(shè)計方案中，用上一

16、級傳來的進位，用計數(shù)器輸出，與6相加，這樣就可以使輸出數(shù)是從6到9，后又可從0到9循環(huán)。</p><p>　　圖5 74LS283結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2.3 74LS85比較器的組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　74LS85比較器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要如圖6所示，其功能表如表1所示。</p><p>　　圖6 74LS85結(jié)構(gòu)圖<

17、/p><p>　　74LS85比較器是一個4位數(shù)值比較器，它是由高位開始比較，逐位進行。若最高位已比較出大小，則以后各位大小都對比較結(jié)果沒有影響；如果最高位相等，則比較次高位；同理，次高位已比較出大小，則以后各位大小對結(jié)果沒有影響。如果4位比較都相等，則再看級聯(lián)信號輸入。級聯(lián)輸入信號是由低位比較器的輸出而來。</p><p>　　表1 74L85功能表</p><p>

18、　　2.2.4 設(shè)計所需的器件歸納</p><p><b>　　2.3電路設(shè)計</b></p><p>　　按照設(shè)計原理圖來一步步分模塊進行設(shè)計，然后綜合。</p><p>　　2.3.1 路程的計數(shù)及顯示</p><p>　　設(shè)函數(shù)發(fā)生器為車輪每米所傳來的信號，則即可用74LS160對其進行計數(shù)。下圖圖7僅為百米的計數(shù)

19、器。</p><p>　　圖7 00—99的計數(shù)器電路圖</p><p>　　路程的計數(shù)與顯示即可從這個方法得出，有時路程遠了，其實也就不用計數(shù)器了，一般都是兩人直接商量車費價格了，所以說，路程顯示不一定要很大，10公里就差不多了。</p><p>　　2.3.2 路程與預(yù)設(shè)值的比較</p><p>　　電路如圖9所示，設(shè)函數(shù)發(fā)生器1為車輪直

20、接傳來的脈沖信號，函數(shù)發(fā)生器2為通過計數(shù)器計數(shù)完的總路程脈沖信號。</p><p>　　預(yù)設(shè)比較器一端為3，與傳來的信號相比較，當小于或等于3公里時，比較器輸出為0，即此段時間車費顯示為6元。</p><p>　　當傳來脈沖信號大于3公里且上面的計數(shù)器計數(shù)到50米后，通過與門輸出高電平，使下一個計數(shù)器開始計數(shù)。</p><p><b>　　圖8 比較器的應(yīng)

21、用</b></p><p>　　2.3.3 加法器的預(yù)置</p><p>　　使加法器A1—A4端預(yù)置為6，B1—B4端為計數(shù)器所輸出的數(shù)值信號。而在本設(shè)計方案中，用上一級傳來的進位，用計數(shù)器接受并輸出到加法器，使其與6相加，這樣就可以使輸出數(shù)不會突變，而是在6的基礎(chǔ)上循環(huán)。</p><p><b>　　圖9 加法器的預(yù)置</b>&

22、lt;/p><p>　　2.3.4 路程計數(shù)及顯示</p><p>　　圖10 路程計數(shù)電路</p><p>　　2.4 系統(tǒng)整體電路運行及車費的顯示</p><p><b>　　圖11 綜合電路</b></p><p><b>　　2.4.1仿真結(jié)論</b></p>

23、<p>　　經(jīng)過路程計數(shù)的顯示與車費計費的顯示表明，該設(shè)計基本符合設(shè)計要求，實現(xiàn)了計費器的計程功能與計費功能。</p><p><b>　　3.1結(jié)論</b></p><p>　　1.設(shè)計原理明了，設(shè)計步驟清晰，設(shè)計電路基本達到設(shè)計的要求。</p><p>　　2.這次的課程設(shè)計使我對所學(xué)的數(shù)電知識起到了加深和鞏固的作用，也使我有

24、的了搭建和調(diào)試實驗電路的能力。</p><p>　　3.鍛煉了我主動學(xué)習(xí)的能力、與他人合作的能力，及從各種渠道獲得一定的資料共同加以學(xué)習(xí)研究，提高了個人的綜合動手能力。</p><p>　　4.使我對Multisim10有了更深入的了解。</p><p><b>　　3.2優(yōu)點與不足</b></p><p>　　優(yōu)點：該

25、計費器實現(xiàn)了預(yù)置參數(shù)自動計費、自動計程。 </p><p>　　不足：電路有點過于復(fù)雜，所用器件多，導(dǎo)致在總的電路圖中沒有能把路程顯示部分畫出來。</p><p><b>　　3.3 心得與體會</b></p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計使我學(xué)會了很多，也成熟了許多。</p><p>　　在這此設(shè)計之前，其實我并沒有真

26、正的接觸過電子類的課程設(shè)計。剛到手的時候，想著應(yīng)該不難吧。但等到動手畫電路圖的時候感覺不知從何入手，感覺有點亂，有點慌。經(jīng)過多處搜索和多方建議，終于把一個小電路畫出來了，可是一次模擬不出電路就覺得很失望。但是在同學(xué)們和老師的鼓勵下，我慢慢地調(diào)整了心態(tài)，慢慢的做。俗話說得好，“萬事開頭難”。</p><p>　　此次的課程設(shè)計，讓我懂得了實踐的重要性，即使課本知識掌握的很好，如果不經(jīng)常應(yīng)用，也只是一些支離破碎的知識

27、，與實際還是有一定的差距的，而課本知識的運用而實際動手能力很差，理論與實踐結(jié)合不起來，學(xué)得再好也沒用。這次課程設(shè)計恰好是將課本知識的鞏固與綜合運用結(jié)合起來，再加上實際動手能力的培養(yǎng)三者結(jié)合起來，讓我們做到真正的學(xué)以致用。</p><p>　　這次設(shè)計讓我明白了一個道理，再做任何事情之前，不管它難不難，都應(yīng)把態(tài)度擺好，都要認真地去對待，這樣就不會慌，不會忙手忙腳的，到最后才不會后悔！在以后的畢業(yè)設(shè)計甚至在以后的工作

28、中，它起到了很重要的作用。人的一生，不是沒有意義的事，就不去做了。很多事，都是在做完之后，才會覺得有沒有意義，才會知道有沒有收獲！我在這次設(shè)計中得到的寶貴經(jīng)驗，就是我的收獲！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).數(shù)字部分[M].武漢:華中科技大學(xué)電子技術(shù)課程組編.2014.</p><p&g

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