基于Multisim的出租车计费器仿真研究Word文件下载.docx
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评语:
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;
2、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,汽车里程未满公里时,均按起步价计算。
超过公里,则在起步价基础上按每公里加元计算。
路程和计费可通过十进制加法计数器实现。
要设计一个精度为公里,计费范围为元的计费器,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、74LS160
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。
(1)异步清零:
当RD=1时,Q0=Q1=Q2=Q3=0;
(2)同步预置:
当LD=1时,在时钟脉冲CP上升沿作用下,Q0=D0,Q1=D1,Q2=D2,Q3=D3。
(3)锁存:
当使能端EP·
ET=0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。
图二74LS160逻辑功能图
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
(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(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
主要由计数器74LS160N和数码管组成。
用74LS160N芯片(U4~U6)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(U7~U9)数值比较器和预置输入端组成。
当行程小于时,U9的5脚OAGTB(>
)输出为0,从而使计数器U11、U13处于保持状态;
7脚OAGTB(<
)输出为1,经反相后变为0加到U12的9脚LOAD,从而使计费器一直显示起步价。
当行程大于时,U9的5脚OAGTB(>
)输出为1,从而使计数器U11、U13处于可计数状态;
7脚OAGTB(<
)输出为0,经反相后变为1,这样U12的9脚没有置数信号也处于可计数状态。
4、计费电路
主要由三片74LS160N(U11~U13)级联与数码管组成。
当路程小于公里时显示器起步价。
当里程大于公里时,在起步价基础上,按每超过公里路增加元费用计算。
(八)仿真结果与分析
1、行程小于公里仿真结果
当行程小于等于公里时,U9的7脚输出1,通过反相器U10A后变为0,这样U12置数端9脚为有效的置数信号0,使U12处于置数状态,在时钟脉冲下降沿作用下,将并行数据输入端的0011(十进制数3)送到计数器输出端,从而使数码显示器显示3元。
由于U11、U13的计数使能端ENP、ENT与U9输出端5脚相连,其输出为0,这样ENP=ENT=0,使得U11、U13处于保持状态,于是计费显示器一直显示3元。
其仿真结果如图:
图七行程小于公里仿真结果图
2、行程大于公里仿真结果
当行程大于公里时,比较器7485N得到比较结果A>
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,U9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。
图八行程大于公里仿真结果图
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.2011
[2]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.2008
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