數(shù)字電路出租車計(jì)費(fèi)器課程設(shè)計(jì).doc

課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書課程名稱：電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目： 出租車計(jì)費(fèi)器學(xué) 院： 電氣信息學(xué)院專 業(yè)： 電氣工程與自動(dòng)化年 級： 2010級學(xué) 生： 袁方齡學(xué) 號(hào)：312010080608422指導(dǎo)教師： 雷雨完成日期： 2012年6月25日日西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書出租車計(jì)費(fèi)器摘 要：出租車計(jì)價(jià)器是加強(qiáng)行業(yè)管理、減少司機(jī)與乘客糾紛的重要系統(tǒng)設(shè)備。本文采用以計(jì)數(shù)器為核心,將行車?yán)锍獭⒌群驎r(shí)間按相同的比價(jià)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào),然后對這些脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法,實(shí)現(xiàn)對出租車的多功能計(jì)價(jià),輸出采用4段數(shù)碼顯示管。該計(jì)價(jià)器能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià),還可以根據(jù)白天,黑夜,中途等待來調(diào)節(jié)單價(jià),同時(shí)在不計(jì)價(jià)的時(shí)候作為時(shí)鐘為司機(jī)和乘客提供方便。本設(shè)計(jì)主要用74LS160,555數(shù)字計(jì)數(shù)器,譯碼電路構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。關(guān)鍵詞：出租車，計(jì)數(shù)器，譯碼器，555,顯示管。 Abstract：Taximeter is a system device to enhance the industry management and reduce the dispute between taxi driver and passengers.In the paper,it uses the method that takes the counterer as core to transfer mileage,waiting timeto pulse signals at the identical ratio and then counts these pulse sinalsto realize the goal of multi-function valuation,output in 8-segment LED.Thetaximeter can value basically and adjust the unit price according to the difference among day,nigh and midway waiting.Meanwhile,it works as clock fortaxi driver and passageners when its leisure. This design is mainly used 74LS160, 555 digital counter, decoder circuit design of digital systems thinking. Keywords：Taxi counter, decoder,555, display tubes.目 錄1 前言1 1.1 設(shè)計(jì)背景1 1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)1 1.3 設(shè)計(jì)計(jì)劃2 1.4 必備條件22 總體方案設(shè)計(jì)3 2.1 方案一3 2.2 方案二4 2.3 方案比較與選擇53 單元模塊設(shè)計(jì)6 3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)6 3.1.1譯碼顯示模塊設(shè)計(jì)6 3.1.2計(jì)數(shù)器模塊設(shè)計(jì)7 3.1.3等車時(shí)間顯示電路模塊設(shè)計(jì)8 3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇10 3.3 特殊元器件的介紹10 3.3.1 555定時(shí)器10 3.3.2 RS觸發(fā)器11 3.3.3 74LS160計(jì)數(shù)器12 3.4 總體模塊連接電路134 系統(tǒng)調(diào)試15 4.1調(diào)試環(huán)境155 系統(tǒng)功能與參數(shù)16 5.1 系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能16 5.2 系統(tǒng)的參數(shù)16 5.3 系統(tǒng)調(diào)試方法與內(nèi)容166 結(jié)論187 總結(jié)與體會(huì)198 謝辭209 參考文獻(xiàn)2110 目錄22III1 前言隨著出租車行業(yè)的快速發(fā)展，出租車已經(jīng)成為城市交通的重要組成部分，從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少司機(jī)與顧客之間的糾紛出發(fā)，具有良好的性能的計(jì)費(fèi)器對于出租車司機(jī)和乘客來說都是很必要的。通過已經(jīng)學(xué)過的數(shù)電和模電只是并查閱課外輔導(dǎo)資料，運(yùn)用TINA仿真軟件等的設(shè)計(jì)和仿真測試，設(shè)計(jì)一定要求的出租車計(jì)費(fèi)器。1.1 設(shè)計(jì)背景隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，對出租車計(jì)費(fèi)器的要求也越來越高，用戶不僅要求 計(jì)費(fèi)器性能穩(wěn)定，計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確，有防作弊功能；同時(shí)還要求其具有車票資料打印、 IC卡付費(fèi)、語音報(bào)話、和電腦串行通信等功能，而這些與電子技術(shù)的發(fā)展是分不 開的。二十世紀(jì)后半期，隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)也得 到了飛速發(fā)展，其實(shí)現(xiàn)方法經(jīng)歷了由分立元件、SSI、MSI到LSI、VLSI以及UVLSI 的過程。 同時(shí)為了提高系統(tǒng)的可靠性與通用性， 微處理器和專業(yè)集成電路 （ASIC） 逐漸取代了通用全硬件LSI電路，而ASIC以其體積小、重量輕、功耗低、速度快、 成本低、保密性好而脫穎而出。目前，業(yè)界大量可編程邏輯器件（PLD） ，尤其是 現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPLD）被大量地應(yīng)用在ASIC的制作當(dāng)中。在可編程集成電 路的開發(fā)過程中，以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智 能化技術(shù)最新成果的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計(jì) 工作：IC設(shè)計(jì),電子電路設(shè)計(jì)以及PCB設(shè)計(jì) 理想的可編程邏輯開發(fā)系統(tǒng)能符合大量的設(shè)計(jì)要求：它能夠支持不同結(jié)構(gòu)的器 件，在多種平臺(tái)運(yùn)行，提供易于使用的界面，并且有廣泛的特征。此外，一個(gè)設(shè) 計(jì)系統(tǒng)應(yīng)該能給設(shè)計(jì)師提供充分自由的設(shè)計(jì)輸入方法和設(shè)計(jì)工具選擇。 隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，計(jì)費(fèi) 器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計(jì)費(fèi)器的市場是十分有潛力的。1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)(1） 計(jì)費(fèi)包括起步價(jià)、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、等待時(shí)間計(jì)費(fèi)3部分；(2） 位數(shù)碼管顯示金額，最大值為99.9元，最小計(jì)價(jià)單元為0.1元；(3） 行程3公里內(nèi)，且等待累計(jì)時(shí)間3分鐘內(nèi)，起步費(fèi)為8元，超過3公里，以每公里1.6元計(jì)費(fèi)，等待時(shí)間單價(jià)為每分鐘1元；(4） 用兩位數(shù)碼管顯示等待時(shí)間，最大值為59min；1.3 實(shí)施計(jì)劃(1) 查閱參考資料，畫出草稿圖；(2) 單元電路的功能介紹與設(shè)計(jì)；(3) 電路參數(shù)的計(jì)算及器件選擇；(4) 用Tina軟件做出電路圖；(5）運(yùn)行仿真，觀察輸出結(jié)果：(6) 繪制電路原理圖；(7）心得體會(huì)總結(jié)。 1.4 必備條件電子計(jì)算機(jī)、Tina軟件（8.0版）.2 總體方案設(shè)計(jì)2.1 方案一(1)設(shè)計(jì)類容具體如下：汽車在行駛時(shí)，里程傳感器將里程數(shù)轉(zhuǎn)換成與之成正比的脈沖個(gè)數(shù)，然后由計(jì)數(shù)譯碼電路變成收費(fèi)金額。里程傳感器由磁鐵和干簧管組成，磁鐵置于變速器渦輪上，每行駛100米，磁鐵與干簧重合一次，即輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。則10個(gè)脈沖/公里(設(shè)為P3)。里程單價(jià)可由（B2=2. B1=1）BCD拔碼開關(guān)設(shè)置，經(jīng)比例乘法器后將里程計(jì)費(fèi)變換成脈沖數(shù)P1=P3（1B1+0.11B2）.由于P3=10，則P1為21個(gè)脈沖，即脈沖當(dāng)量為0.1元/脈沖。同理等車計(jì)費(fèi)也可以轉(zhuǎn)換成脈沖當(dāng)量，這需要脈沖發(fā)生器產(chǎn)生10個(gè)脈沖/10 分鐘（設(shè)為P4），如果等車單價(jià)為0.6元/10分鐘（置B4=0，B3=60，經(jīng)比例乘法器后將等車計(jì)費(fèi)變換成脈沖數(shù)P2=P4（0B4 + 0.1B3）.同理起步價(jià)也可以轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)（P0=單價(jià)/當(dāng)量）或者將P0作為計(jì)數(shù)器的預(yù)置信號(hào)。最后行車費(fèi)用轉(zhuǎn)換成脈沖總數(shù)P=P0 + P1 + P2,結(jié)果用譯碼顯示器顯示。 (2)設(shè)計(jì)原理:自動(dòng)計(jì)費(fèi)器包括里程計(jì)費(fèi)電路、等候時(shí)間計(jì)費(fèi)電路、起步價(jià)三部分，用三位 數(shù)碼管顯示，最大金額 99.9 元。 里程計(jì)費(fèi)電路工作原理：干簧繼電器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)由 74LS00 組成的施 密特發(fā)生器整形得到 CP0,CP0 送入 74LS160 計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)記滿 10 個(gè)脈沖時(shí)， 一方由于與非門產(chǎn)生清零脈沖，加到 Rd 端使計(jì)數(shù)器清零，另一方面將基本 R-S 觸發(fā)器的 Q 置為 1，此時(shí) ET=EP=1，使兩片 74LS160 組成的 21 進(jìn)制計(jì)數(shù)器（即出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器課程設(shè)計(jì)里程單價(jià)計(jì)數(shù)器）開始對標(biāo)準(zhǔn)脈沖計(jì)數(shù)， （標(biāo)準(zhǔn)脈沖 CP1 由時(shí)鐘電路提供）計(jì)滿 21 個(gè)脈沖后，Rd 端得到的清零脈沖而使計(jì)數(shù)器清零，R-S 觸發(fā)器的 Q1 輸出為 零，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，由于 Q1=1，則 P2=CP1 使 P2 端輸出 21 個(gè)脈沖信號(hào)，代 表每公里行車的里程計(jì)費(fèi)，即每個(gè)脈沖計(jì)費(fèi)是 0.1 元，稱為脈沖當(dāng)量，P2 輸出的 脈沖當(dāng)量送到總費(fèi)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)累加。 等候時(shí)間計(jì)費(fèi)電路工作原理： 等候時(shí)間計(jì)費(fèi)電路由等候時(shí)間計(jì)費(fèi)器和十分鐘 單價(jià)計(jì)數(shù)器組成， 由三片 74LS160 構(gòu)成 600 進(jìn)制等候時(shí)間計(jì)數(shù)器， 對秒脈沖 CP2 （來至?xí)r鐘電路）做計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)滿一個(gè)循環(huán)時(shí)，也就是等候時(shí)間滿十分鐘，一方 面對 600 進(jìn)制計(jì)數(shù)清零，另一方面將基本 R-S 觸發(fā)器 Q2 置 1，啟動(dòng)由 74LS160 構(gòu)成的十分鐘單價(jià)計(jì)數(shù)器工作，它是一個(gè) 6 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)期間同時(shí)將脈沖從 P1 輸出，在計(jì)數(shù)器計(jì)滿十分鐘等候單價(jià)時(shí) R-S 觸發(fā)器復(fù)位為0，止計(jì)數(shù)。等候時(shí)間起始信號(hào)由手動(dòng)開關(guān)給定。 (3)設(shè)計(jì)模塊: 1. 計(jì)費(fèi)模塊: 根據(jù)出租車計(jì)費(fèi)原理, 將出租車計(jì)費(fèi)部分由 3 個(gè)計(jì)數(shù)器來完成分別為計(jì)數(shù) 器 A 完成車費(fèi)十位。計(jì)數(shù)器 B 完成車費(fèi)個(gè)位.計(jì)數(shù)器 C 完成車費(fèi)角。 2. 車費(fèi)的顯示模塊 由動(dòng)態(tài)掃描電路來完成. 用專用模塊來實(shí)現(xiàn), 完成數(shù)據(jù)的輸入即動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的顯示.(4)總體框圖: 圖2.1 方案一總體框圖2.2 方案二 (1) 基于 VHDL 的出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì). 采用 FPGA 芯片進(jìn)行出租車計(jì)費(fèi)器，主要分為分頻模塊、計(jì)量模塊、 計(jì)費(fèi)模塊、控制模塊等模塊，利用 FPGA 的可編程性，簡潔又多變的設(shè)計(jì)方法，縮短了 研發(fā)周期。主要采用了 FPGA 芯片，使用 VHDL 語言進(jìn)行編程，使其具有了更強(qiáng)的移 植性，更加利于產(chǎn)品的升級。 （2）設(shè)計(jì)原理：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)的輸入信號(hào) clk，計(jì)價(jià)開始信號(hào) Start，等待信號(hào) Stop，里 程脈沖信號(hào) fin。系統(tǒng)得輸出信號(hào)有：總費(fèi)用數(shù) cha0 cha3，行駛距離 km0 km1， 等待時(shí)間 min0 min1 等。系統(tǒng)有兩個(gè)脈沖輸入信號(hào) clk_750k、fin，其中 clk_750k 將根據(jù)設(shè)計(jì)要求分頻成 13hz、15hz 和 1hz 分別作為公里計(jì)費(fèi)和超時(shí)計(jì)費(fèi)的脈沖。 兩個(gè)控制輸入開關(guān) start、stop；控制過程為：start 作為計(jì)費(fèi)開始開關(guān)，當(dāng) start 為高 電平時(shí)，系統(tǒng)開始根據(jù)輸入的情況計(jì)費(fèi)。當(dāng)有乘客上車并開始行駛時(shí)，fin 脈沖到 來，進(jìn)行行駛計(jì)費(fèi)，此時(shí)的 stop 需要置為 0；如需停車等待，就把 stop 變?yōu)楦唠娖剑?并去除 fin 輸入脈沖，進(jìn)行等待計(jì)費(fèi)；當(dāng)乘客下車且不等待時(shí)，直接將 start 置為 0， 系統(tǒng)停止工作；價(jià)格開始?xì)w為起步價(jià) 8.0 元。 整個(gè)設(shè)計(jì)由分頻模塊、計(jì)量模塊、計(jì)費(fèi)模塊、控制模塊等四個(gè)部分組成。 其中計(jì)量模塊是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)里程計(jì)數(shù)和時(shí)間計(jì)數(shù)的重要部分；控制模塊是實(shí)現(xiàn)不 同計(jì)費(fèi)方式的選擇部分，根據(jù)所設(shè)計(jì)的使能端選擇是根據(jù)里程計(jì)費(fèi)還是根據(jù)等待時(shí) 間計(jì)費(fèi)；同時(shí)設(shè)計(jì)通過分頻模塊產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的計(jì)費(fèi)。計(jì)量 模塊采用 1HZ 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，計(jì)費(fèi)模塊采用 13HZ、15HZ 的驅(qū)動(dòng)信號(hào) （3）總體原理框圖： 圖2.2 方案二總體框圖 2.3方案比較選擇 經(jīng)過上面的兩種方案的比較，兩種方案各有千秋,但它們實(shí)質(zhì)是一樣的。由于剛剛學(xué)完了模電和數(shù)電，較兩種方案而言，第一種方案對于加強(qiáng)和鞏固所學(xué)的數(shù)電知識(shí)十分明顯，所以我最終選擇了第一種方案。3 單元模塊設(shè)計(jì)本節(jié)主要介紹系統(tǒng)譯碼顯示電路、計(jì)數(shù)器、等候時(shí)間顯示電路模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個(gè)單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時(shí)本節(jié)也會(huì)對相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、以及核心器件進(jìn)行必要說明。3.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要分為3個(gè)單元模塊，它們分別是：譯碼顯示電路模塊、計(jì)數(shù)器模塊和等候時(shí)間電路模塊。各單元模塊功能及相關(guān)電路的具體說明如下。3.1.1譯碼顯示模塊設(shè)計(jì)1、譯碼顯示電路的作用：譯碼顯示電路的作用將數(shù)字鐘的計(jì)時(shí)狀態(tài)直觀清晰地反映出來,被人的視覺所接受。本設(shè)計(jì)的顯示器件現(xiàn)用LED管。2、本模塊用到的器件有74LS160、四段LED數(shù)碼管、與非門等。3、譯碼管電路結(jié)構(gòu)框圖 圖3.1 譯碼顯示框圖4、譯碼管具體電路電路: 圖3.2 譯碼顯示電路3.1.2 計(jì)數(shù)器模塊設(shè)計(jì)1、計(jì)數(shù)器的作用： 就是將 555 產(chǎn)生的信號(hào)來記錄汽車的路程。可以將高位片的 (BCD 碼的權(quán) 2)和(BCD 碼的權(quán) 4)的輸出狀態(tài)送到一與門，與門出來的 信號(hào)再送給高位片的清零端作為復(fù)位信號(hào)。2、計(jì)數(shù)器模塊由555定時(shí)器、7490計(jì)數(shù)器、74160計(jì)數(shù)器、與非門等元器件構(gòu)成。其原理是用555來記錄汽車路程，高位片的 (BCD 碼的權(quán) 2)和(BCD 碼的權(quán) 4)的輸出狀態(tài)送到一與門，與門出來的 信號(hào)再送給高位片的清零端作為復(fù)位信號(hào)。3、模塊的具體電路 圖3.3 計(jì)數(shù)器模塊電路.3.1.3 等車時(shí)間顯示電路模塊設(shè)計(jì)1、 該模塊的功能是記錄出租車停車的時(shí)間。2、 該模塊由555，74LS290,Jk 觸發(fā)器構(gòu)成，完成每分鐘的等候時(shí)間的收費(fèi)。再通過 74LS160 經(jīng)譯碼顯示。3、 模塊框圖： 圖3.4 等車時(shí)間顯示框圖4、 模塊具體電路如下： 圖3.5 等車時(shí)間顯示電路圖3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇下面就相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算以及元器件的選擇進(jìn)行說明。3.2.1 譯碼顯示電路元器件選擇本模塊所選電源為直流電源12V、74LS160計(jì)數(shù)器、四段LED顯示管、與非門。3.2.2 計(jì)數(shù)模塊電路元器件選擇由555定時(shí)器、74LS160計(jì)數(shù)器、與非門等元器件構(gòu)成。直流電源電壓選擇3V，電阻選擇10K和1000K。3.2.3 等車時(shí)間顯示電路器件選擇本模塊電路由555定時(shí)器、與非門、74LS160、電阻0.5K、電源電壓5V、開關(guān)一個(gè)。3.3特殊器件的介紹本系統(tǒng)中主要使用了如下一些功能器件：555定時(shí)器、RS觸發(fā)器、74LS160。下面就這些器件的功能特點(diǎn)、主要參數(shù)和使用方法作相應(yīng)說明。3.3.1 555定時(shí)器介紹1：555定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 2：引腳功能1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。 8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。 3腳：輸出端Vo 2腳：低觸發(fā)端 6腳：TH高觸發(fā)端 4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。 5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。 7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。3：555定時(shí)器的參數(shù)表：輸入輸出閥門輸入端6觸發(fā)輸入端2復(fù)位端4輸出端3放電管T 7端00導(dǎo)通2/3VCC2/3VCC1/3VCC10道通1/3VCC1不變不變 表3.1 555定時(shí)器參數(shù)表 3.3.2 RS觸發(fā)器介紹1：把兩個(gè)與非門G1、G2的輸入、輸出端交叉連接，即可構(gòu)成基本RS觸發(fā)器。它有兩個(gè)輸入端R、S和兩個(gè)輸出端Q、Q非。2: RS觸發(fā)器: 圖3.6 RS觸發(fā)器邏輯圖3：RS觸發(fā)器的功能表： 表3.2 RS觸發(fā)器功能表SRQQ非000000110100011010011011110011003.3.374LS160計(jì)數(shù)器介紹 1：74LS160 為可預(yù)置的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 共有 54/74160 和 54/74LS160 兩種線路結(jié)構(gòu)型式,其主要電器特性的典型值如表 3-1 下表是 74LS160 的主要電器特性 異步清零端/MR1 為低電平時(shí)，不管時(shí)鐘端 CP 信號(hào)狀態(tài)如何，都可以完成清零 功能。 74LS160 的預(yù)置是同步的。 當(dāng)置入控制器/PE 為低電平時(shí)， CP 上升沿作用下， 在 輸出端 Q0-Q3 與數(shù)據(jù)輸入端 P0-P3 一致。對于 54/74160，當(dāng) CP 由低至高跳變或 跳變前，如果計(jì)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(jì)數(shù)是同步的，靠 CP 同時(shí)加在四個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng) CEP、 CET 均為高電平時(shí)，在 CP 上升沿作用下 Q0-Q3 同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì) 數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。對于 54/74LS160 的 CEP、CET 跳變與 CP 無關(guān)。 74LS160 有超前進(jìn)位功能。當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)，進(jìn)位輸出端（TC）輸出一個(gè)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(jì)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。 2：管腳圖： 圖3.7 74LS160管腳圖 3:74LS160內(nèi)部電路圖： 圖3.8 74LS160內(nèi)部管腳圖 .3.4 總體模塊連接電路： 圖3.9 總體模塊連接圖 4. 系統(tǒng)調(diào)試本設(shè)計(jì)用TINA仿真軟件對譯碼顯示電路模塊、計(jì)數(shù)器模塊和等候時(shí)間電路模塊進(jìn)行了仿真。4.1調(diào)試環(huán)境Tina 是重要的現(xiàn)代化EDA（Electronic Design Automation，即電子電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件之一，用于模擬及數(shù)字電路的仿真分析。其研發(fā)者是歐洲D(zhuǎn)esignSoft Kft.公司,目前大約流行四十多個(gè)國家,并有二十余種不同語言的版本,其中包括中文版，大約含有兩萬多個(gè)分立或集成電路元器件。該軟件的具體功能包括：在模擬電路分析方面，Tina Pro除了具有一般電路仿真軟件通常所具備的直流分析、瞬態(tài)分析、正弦穩(wěn)態(tài)分析、傅立葉分析、溫度掃描、參數(shù)掃描、最壞情況及蒙特卡羅統(tǒng)計(jì)等仿真分析功能之外，還能先對輸出電量進(jìn)行指標(biāo)設(shè)計(jì)，然后對電路元件的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。此外，它具有符號(hào)分析功能，即能給出時(shí)域過渡過程表達(dá)式或頻域傳遞函數(shù)表達(dá)式；具有RF仿真分析功能；具有繪制零、極點(diǎn)圖、相量圖、Nyquist圖等重要的仿真分析功能。在數(shù)字電路分析方面，Tina Pro支持VHDL語言；并具有BUS總線及虛擬連線等功能，這避免了電路圖中元件之間連線過密，使得電路繪圖界面看起來更清晰、簡潔。Tina Pro具有八種虛擬測量儀器，各儀器與元件之間采用虛擬連線。其虛擬測試儀器（如多蹤示波器）的動(dòng)態(tài)演示功能，是極好的電類教學(xué)輔助工具。Tina Pro的仿真分析結(jié)果，如波形圖可方便地與電路圖粘貼在界面中，對輸出打印及分析資料的完整保存十分便利。Tina Pro可以與其硬件設(shè)備Tina-Lab，即實(shí)時(shí)信號(hào)發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集器相連接，故能將實(shí)時(shí)測量與虛擬仿真結(jié)果相比對。這是目前所知能實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)功能的少數(shù)實(shí)用技術(shù)產(chǎn)品之一。Tina Pro具有較高的性能價(jià)格比。它是目前所知為數(shù)不多的具有簡體中文界面的成熟軟件（在Help索引文件中，也用中文對于電路器件模型參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)解釋）。Tina Pro是一種功能強(qiáng)大的電路仿真軟件，不僅在工程實(shí)踐中，對于電子產(chǎn)品的開發(fā)與研制能夠發(fā)揮高效率、高精度的作用，而且將其引入各類學(xué)校電類課程的教學(xué)，會(huì)帶來意想不到的教學(xué)效果。.5 系統(tǒng)功能與參數(shù)指標(biāo)本節(jié)主要介紹本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的出租車計(jì)費(fèi)器所能實(shí)現(xiàn)的具體功能。5.1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能1、此設(shè)計(jì)的出租車計(jì)費(fèi)器計(jì)費(fèi)包括起步價(jià)、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、等待時(shí)間計(jì)費(fèi)3部分。數(shù)碼管能顯示的金額最大99.9元，精確到0.1元。2、程3公里內(nèi)，且等待累計(jì)時(shí)間3分鐘內(nèi)，起步費(fèi)為8元，超過3公里，以每公里1.6元計(jì)費(fèi)，等待時(shí)間單價(jià)為每分鐘1元。3、兩位數(shù)碼管顯示等待時(shí)間，最大值為59min。5.2 系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)1、系統(tǒng)電源有效參數(shù)為:5V0.02V，12V0.02V。2、LED數(shù)碼管上顯示為0-9的十進(jìn)制數(shù)字。3、系統(tǒng)的頻率維持在1KHZ左右。5.3 調(diào)試方法與內(nèi)容 數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成后，一個(gè)重要的步驟是安裝調(diào)試。這一步是對設(shè)計(jì)內(nèi)容的檢驗(yàn)，也是設(shè)計(jì)修改的實(shí)踐過程，是理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)綜合應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。安裝調(diào)試的目標(biāo)是 使設(shè)計(jì)電路滿足設(shè)計(jì)的功能和性能指標(biāo)，并且具有系統(tǒng)要求的可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾能力。這里簡要敘述安裝調(diào)試數(shù)字電路的幾個(gè)步驟：（1）檢測電路元件 最主要的電路元件是集成電路，常用的檢測方法是用儀器測量、用電路實(shí)驗(yàn)或 用替代方法接入已知的電路中。 集成電路的檢測儀器主要用集成電路測試儀，還可用數(shù)字電壓表作簡易測量。 實(shí)驗(yàn)電路則模擬現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境測試集成芯片的功能。替代法 測試必須具備已有的完好工作電路，將待測元件替代原有器件后觀察工作情況。除集成電 路芯片外， 還應(yīng)檢測各種準(zhǔn)備接入的其他各種元件， 如三極管、電阻、電容、開關(guān)、指示燈、數(shù)碼管等。應(yīng)確信元件的功能正確、可靠才能裝入電路安裝。 （2）電路安裝數(shù)字電路系統(tǒng)在設(shè)計(jì)調(diào)試中，往往是先用面包板進(jìn)行試裝，只有試裝 成功，經(jīng) 調(diào)試確定各種待調(diào)整的參數(shù)合適后，才考慮設(shè)計(jì)成印制電路。試裝中，首先要選 用質(zhì)量較好的面包板，使各接插點(diǎn)和接插線之間松緊適度。安裝中的問題往往集中在接插線 的可靠性上，特別需要引起注意。安裝的順序一般是按照信號(hào)流向的順序，先單元后系統(tǒng)、邊安裝邊測試的原則進(jìn)行。先安裝調(diào)試單元電路或子系統(tǒng)，在確定各單元電路或子系統(tǒng)成功的基礎(chǔ)上，逐步擴(kuò)大電路的 規(guī)模。各單元電路的信號(hào)連接線最好有標(biāo)記，如用特別顏色的線，以便能方便斷開進(jìn)行測試。 （3）系統(tǒng)調(diào)試將安裝測試成功的各單元連接起來，加上輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn) 問題則 先對故障進(jìn)行定位，找出問題所在的單元電路。一般采用故障現(xiàn)象估測法（根據(jù)故障情況估 計(jì)問題所在位置）、對分法（將故障大致所在部分的電路對分成兩部分，逐一查找）、對比法（將類型相同的電路部分進(jìn)行對比或?qū)Q位置）等。 系統(tǒng)測試一般分靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試。靜態(tài)測試時(shí)，在各輸入端加入不同電平值，加 高電平（一般接 1 千歐以上電阻到電源）、低電平（一般接地）后，用數(shù)字萬用表測量電路 各主要點(diǎn)的電位，分析是否滿足設(shè)計(jì)要求。動(dòng)態(tài)測試時(shí)，在各輸入端接入規(guī)定的脈沖信號(hào)，用示波器觀察各點(diǎn)的波形，分析它們之間的邏輯關(guān)系和延時(shí)。除了調(diào)試電路的正常工作狀態(tài)外，另外特別要注意調(diào)試初始狀態(tài)、系統(tǒng)清零、預(yù)置等 功能，檢查相應(yīng)的開關(guān)、按鍵、撥盤是否可靠，手感是否正常。6 結(jié)論本次所設(shè)計(jì)的出租車計(jì)費(fèi)器實(shí)現(xiàn)最大金額為99.9元的計(jì)費(fèi),計(jì)費(fèi)金額精確到了角。同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)出租車司機(jī)按下開關(guān)后在等車過程中計(jì)費(fèi)，等車重大時(shí)間為59分鐘，讓后再根據(jù)所等的時(shí)間計(jì)費(fèi)。本次所設(shè)計(jì)的出租車計(jì)費(fèi)器，操作簡單，電路結(jié)構(gòu)清晰明了，充分結(jié)合了所學(xué)的數(shù)電知識(shí)，但是由于所選芯片個(gè)數(shù)的局限性，該計(jì)費(fèi)器計(jì)費(fèi)金額最高位只能是十位，而且電路各模塊之間的連接也需要認(rèn)真分析，仔細(xì)連接，極易出現(xiàn)連線錯(cuò)誤，如果乘客的路程比較遠(yuǎn)的話，那么會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)，進(jìn)而失去了它應(yīng)有的功能。較當(dāng)下的出租車計(jì)費(fèi)器，本次所設(shè)計(jì)的計(jì)費(fèi)器還只停留在行業(yè)的最基礎(chǔ)階段，計(jì)費(fèi)金額也只停留在100元以內(nèi)，因此需要今后的不斷改進(jìn)與創(chuàng)新。在今后的改進(jìn)方面，可以通過選擇合理的元器件，盡量實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)金額更大，同時(shí)所選芯片越少，電路越簡單越好。根據(jù)我們所查閱的資料，單片機(jī)的功能十分強(qiáng)大，而且較運(yùn)用555、74LS160等組成的邏輯電路簡單明了的多。因此，在今后對計(jì)數(shù)器改進(jìn)方面，可以采用單片機(jī)，會(huì)給我們帶來許多意外的驚喜。7 總結(jié)與體會(huì)這兩周的實(shí)習(xí)讓我對我們數(shù)電有了更多的認(rèn)識(shí)。 當(dāng)然包括在這兩周中我們這組做的出租車計(jì)費(fèi)器,不僅對它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了認(rèn)識(shí),更對其內(nèi)部芯片等的作用有了更多的了解.我們沒有學(xué)習(xí)單片機(jī),我們知道單片機(jī)做這個(gè)會(huì)更容易,雖然費(fèi)了很大的勁才辦成了這一件小事,但是我們還是很享受我們成功后的喜悅。 在這次實(shí)習(xí)過程中,我們遇到了很多問題,而在所有問題中最主要問題是整個(gè)電路的連接問題。我們最初的辦法是將整個(gè)模塊分塊做出來,當(dāng)每個(gè)模塊都運(yùn)行正確的時(shí)候再將他們整合在一起. 雖然有很多次的努力, 可是我們沒有成功. 后來經(jīng)過仔細(xì)思考，我試著改變電路整體模塊電路中的頻率，最終才得到了我們的預(yù)期結(jié)果 。經(jīng)過這次多.不僅僅是關(guān)于電子電路的知識(shí),更有的是讓我們學(xué)到了面對人生的知識(shí).當(dāng)我們由尋找電路圖的迷茫,到找到有關(guān)參考書籍困惑,再到畫圖設(shè)計(jì)過程中的煩憂,最后到解決后的舒心,我們學(xué)會(huì)了一種面對困難不屈不撓的精神,我們發(fā)現(xiàn),只要你真正的靜下心 來鉆研,其實(shí)一切很簡單,只不過因?yàn)楫?dāng)時(shí)我們的害怕心理,還有我們的浮躁, 讓我們亂了陣腳.所以不管我們以后是做什么事情,最最重要的是要靜下心,然后努力,這樣之后,我堅(jiān)信,成功就在不遠(yuǎn)方。通過此次課程設(shè)計(jì)讓我能夠親身參予電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師使我更加深深地體 會(huì)到：現(xiàn)代的社會(huì)是信息的社會(huì)，很多與人們生活緊密相關(guān)的產(chǎn)品都是電子產(chǎn)品 比如決定現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展方向的電腦以及幾乎每個(gè)同學(xué)都擁有的收音機(jī)等等無不 說明電子產(chǎn)品的重要性。作為一名電氣專業(yè)馬上大三的大學(xué)生，我認(rèn)識(shí)到我不僅 要學(xué)好課本上的知識(shí)，還要學(xué)會(huì)將所學(xué)到的知識(shí)聯(lián)系并應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，做到 理論聯(lián)系實(shí)際。 經(jīng)過兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)過程，我學(xué)到了很多東西，對一年以來所學(xué)過的電子方 面的知識(shí)也重新學(xué)習(xí)了一遍，也對自己在數(shù)字電子方面的能力有了更客觀的評 價(jià)，在這次設(shè)計(jì)過程中，從最基本的查元件，找資料做起，了解了完整的電子設(shè) 計(jì)的一般步驟，也和同學(xué)們共同探討研究，學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的東西，也 遇到了各種各樣從沒想過的問題，