數(shù)字電路出租車計價器設(shè)計

1、時序邏輯電路課程設(shè)計引言：我們組選擇了題目一，設(shè)計出租車計價器，通過對課本、資料的查閱，再經(jīng)過構(gòu)思，設(shè)計，搭建電路，仿真，得出了結(jié)果，雖然不夠完美，但是也掌握了一些知識，增加了對各種原件的印象。下文將詳細給出設(shè)計。一、 資料查閱通過參考數(shù)字電路課本，以及數(shù)字電路實驗書，再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)查閱，也參考了網(wǎng)上有的類似的設(shè)計，想出了電路的基本思路。二、 對于要求的實現(xiàn)要求1：根據(jù)出租車上的速度傳感器傳來的脈沖個數(shù)和設(shè)置的里程單價來計算對應(yīng)的總價格，并將總價格通過LED實時顯示。對于此要求的實現(xiàn)，通過查閱，我們發(fā)現(xiàn)了74LS160十位計數(shù)器，有預(yù)制與清零功能，能進行0-9重復(fù)計數(shù)。功能表如下要求2：起步價可以

2、設(shè)置:。由于74LS160有置數(shù)功能，所以可以置數(shù)，能夠要求其從一個確定的數(shù)開始計數(shù)，所以可以設(shè)置起步價。對于從要過了起步價里程才開始計數(shù)，因為每一個單位里程是一次脈沖，而芯片又是每一次脈沖才記一次數(shù)，所以應(yīng)用觸發(fā)器的存儲功能來使前幾次脈沖無法傳至芯片。要求3：里程單價可以設(shè)置。運用比例乘法器，可以實現(xiàn)脈沖的改變。比如用CC4527比例乘法器，輸入一個BCD數(shù)，其輸出的脈沖為輸入脈沖的BCD的十分之一倍。比如速度傳感器的每個脈沖為1km，單價為2元，那么就輸入20的BCD數(shù)，那么比例乘法器就會輸出一個2倍速度傳感器脈沖的脈沖信號，以此脈沖作為后面電路的時鐘信號，可以實現(xiàn)單價2元。其他單價以此類

3、推，但是由于仿真軟件中沒有找到比例乘法器，所以仿真中沒有單價設(shè)置這一項。要求4：可以對總價格進行復(fù)位，從而為下次計費做好準備。運用74LS160的置數(shù)功能，重新對其進行置數(shù)即可實現(xiàn)下次重新開始計費。三、 具體電路時序邏輯：左下角U1為里程脈沖發(fā)生器，經(jīng)過N個D鎖存器的延時，才可以傳至上面的74LS160芯片，芯片開始計數(shù)，顯示在右上方的兩位顯示器上，即計程車的價錢。電路中有兩個單刀單置開關(guān)，上面的S1和下面的S2。S1的作用為每次重新搭載乘客后的清零和重新顯示起步價，S2的功能為開啟里程傳感器，為計程車進行計價。下面對電路各個部分進行解釋：1.計數(shù)部分：用N塊74LS160芯片，即可顯示N位十

4、進制數(shù)，本次仿真以2位為例，也就是只可以顯示0-99元的價格。上圖七段顯示管U5為十位，U3為個位。如圖通過開關(guān)S5進行起步價設(shè)置控制，芯片有CR和LD引腳，CR為1，LD為0時可以進行置數(shù)，入上圖，設(shè)置起步價為5元。由于當有脈沖時候，才會執(zhí)行置數(shù)功能，而又不能和里程傳感器用同一個時鐘信號，所以單獨設(shè)置了一個信號源，通過S1開關(guān)，既控制LD電位，又通過與門或門非門作為選擇開關(guān)控制U16信號源的信號是否輸入芯片。當開關(guān)斷開，LD電位為0，U16信號導(dǎo)通到U2芯片，執(zhí)行置數(shù)功能。當S1開關(guān)閉合，CR和LD電位都為1，以里程脈沖作為時鐘信號執(zhí)行計數(shù)功能，從預(yù)制的數(shù)字開始計數(shù)。第二片74LS160位十

5、位，由于個位數(shù)每計到9，RCO端輸出1，所以以RCO端作為U4芯片的時鐘信號，個位每進行一次循環(huán)，向十位進1由于我們希望的是每到0向十位進1，那么就使用一個D觸發(fā)器，可以延遲一個時鐘信號再使進位傳至U4，由此可以每到0十位增加1。由于重新搭載乘客時十位不需要置數(shù)，而需要清零，所以撥動S1時，CR端輸入為0，可以清零。2.脈沖延遲部分U1位里程傳感器，可產(chǎn)生脈沖，之前說過，由于仿真中沒有找到比例乘法器，所以無法設(shè)置單價。假設(shè)起步價為N，那么則需要N+1塊D觸發(fā)器來延遲里程脈沖。仿真中起步價設(shè)置為5，那么則需6塊D觸發(fā)器。將第一塊觸發(fā)器的D端與高電位1相連，后面的觸發(fā)器D端都與前一個的Q相連，于是

6、里程傳感器的每一次脈沖，都會使6個觸發(fā)器中的高電位1向后傳導(dǎo)一次，經(jīng)過6次脈沖，傳6次后最后一塊觸發(fā)器的Q傳出1，穿入與門U8A，則與門的輸出和另一個輸入端相同，即里程脈沖，即可將里程脈沖輸入到上面解釋的計數(shù)電路中，開始進行起步價之后的計數(shù)。上圖中的顯示管沒有作用，只是在仿真時作為里程脈沖輸入個數(shù)的參考。過程中可以看出，經(jīng)過6個脈沖后價格顯示部分才開始繼續(xù)往上計數(shù)，所以這個設(shè)計是正確的。四、 設(shè)計的不足1. 首先是單價設(shè)置方面，由于沒有找到比例乘法器，所以沒有單價設(shè)置功能。2. 電路中起步價的設(shè)計，是用起步價設(shè)置出對應(yīng)數(shù)量的D鎖存器，才能達到延遲的目的。理論上只要放置足夠數(shù)量的鎖存器，再配合置數(shù)開關(guān)使用，通過列真值表，使用邏輯門電路，一定可以實現(xiàn)控制對應(yīng)起步價個數(shù)的觸發(fā)器數(shù)量的使用，但是由于比較繁瑣，所以在仿真中也沒有設(shè)計，只是使用了確定的起步價，但是重在表達思想。應(yīng)該會有比使用D觸發(fā)器更簡單更有效的起步價脈沖延遲方法，但是沒有想到。3. 本組設(shè)計，只將價格設(shè)計到了個位數(shù)，如果算入小數(shù)也是可以實現(xiàn)的，但是需要增加芯片數(shù)量，使得電路繁瑣，所以沒有設(shè)置小數(shù)。五、 結(jié)論 電路中使用了大量的門電路來實現(xiàn)邏輯功能，看起來比較繁瑣，而且還存在第四部分列舉出的不足之