這是出租車計價器的proteus仿真,附件里有仿真及實驗報告
請大家多多指教
使用方法:在按下仿真開始按鈕后,仿真開始運(yùn)行。起步價為五元,超過兩公里每公里單價兩元,上不封頂。其中設(shè)計有清零按鈕可以隨時歸零,方便司機(jī)使用。侯時按鈕為出現(xiàn)等人堵車等情況所設(shè)計。按下后沒十分鐘兩元。
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出租車計價器 實驗報告 電子信息工程一班 蘇* 指導(dǎo)教師:毛* 目錄 一.設(shè)計任務(wù)與要求 二.主要器件性能討論與選擇 三.設(shè)計原理與實現(xiàn)方案論證 1.里程計數(shù)及顯示 2.加法器模塊電路 3.里程判別電路 4.秒信號發(fā)生器及等待計時電路 5.清零復(fù)位電路 四.完整的電路設(shè)計原理圖 五.電路調(diào)試過程與方法 1.標(biāo)號問題 2. 元件調(diào)整 3. 接線問題 4. 器件、結(jié)點 六.設(shè)計與調(diào)試過程遇到的問題與解決辦法 七.實驗心得體會與總結(jié)
一.設(shè)計任務(wù)與要求1.用數(shù)字集成電路設(shè)計出租車計價器控制邏輯電路,指標(biāo)如下: 1) 顯示功能(里程,單價,總價等); 2) 可預(yù)置功能(起步價、單價); 3) 行車按里程收費(fèi); 4) 等候按時間收費(fèi),如每10分鐘增收1公里的費(fèi)用; 5) 按下計價鍵后,汽車運(yùn)行計費(fèi)功能,行車時侯時關(guān)斷;停車侯時計數(shù),運(yùn)行計費(fèi)關(guān)斷; 6) 復(fù)位清零功能,按下復(fù)位鍵,顯示裝置清0(里程與侯時清0,總價顯示清0)。 2. 1)強(qiáng)化學(xué)生對數(shù)電知識掌握,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維與數(shù)字電路設(shè)計能力; 2)由于學(xué)生剛接觸設(shè)計型實驗,本設(shè)計實驗案例可讓學(xué)生體會整個設(shè)計過程,通過對項目設(shè)計來激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。
二.主要器件性能討論與選擇器件選擇:計數(shù)器可用74LS160、74LS90等,顯示可用譯碼、驅(qū)動、顯示三合一器件CL002(7seg-BCD)或共陰、共陽顯示組件(74LS248、LC5011-11或74LS247、LA5011-11)。 1.74LS244: 為3態(tài)8位緩沖器,一般用作總線驅(qū)動器。74LS244沒有鎖存的功能。地址鎖存器就是一個暫存器,它根據(jù)控制信號的狀態(tài),將總線上地址代碼暫存起來。它主要用于三態(tài)輸出,作為地址驅(qū)動器、時鐘驅(qū)動器、總線驅(qū)動器和定向發(fā)送器等。 
L表示低電平H表示高電平 X表示不定狀態(tài) Z表示高阻態(tài) 2.74LS90: 是異步二—五—十進(jìn)制加法計數(shù)器,它既可以作二進(jìn)制加法計數(shù)器,又可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計數(shù)器。 通過不同的連接方式,74LS90可以實現(xiàn)四種不同的邏輯功能;而且還可借助R0(1)、R0(2)對計數(shù)器清零,借助S9(1)、S9(2)將計數(shù)器置9。其具體功能詳述如下: (1)計數(shù)脈沖從CP1輸入,QA作為輸出端,為二進(jìn)制計數(shù)器。 (2)計數(shù)脈沖從CP2輸入,QDQCQB作為輸出端,為異步五進(jìn)制加法計數(shù)器。 (3)若將CP2和QA相連,計數(shù)脈沖由CP1輸入,QD、QC、QB、QA作為輸出端, 則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制加法計數(shù)器。 a) 異步清零 當(dāng)R0(1)、R0(2)均為“1”;S9(1)、S9(2)中有“0”時,實現(xiàn)異步清零功能, 3. 74ls160: 是十進(jìn)制計數(shù)器,也就是說它只能記十個數(shù),從0000-1001(0-9到9之后再來時鐘,就回到0.首先是clk,這是時鐘,之后是rco這是輸。MR是復(fù)位,低電頻有效。load是置數(shù)信號,當(dāng)他為低電平時,在始終作用下讀入D0到D3。另外D0到D3是置數(shù)端,Q0到Q3是輸出端 4.74LS273:是一種帶清除功能的8D觸發(fā)器, 1D~8D為數(shù)據(jù)輸入端,1Q~8Q為數(shù)據(jù)輸出端,正脈沖觸發(fā),低電平清除,常用作數(shù)據(jù)鎖存器,地址鎖存器。 D0~D7:出入; Q0~Q7:輸出 第一腳WR:主清除端,低電平觸發(fā),即當(dāng)為低電平時,芯片被清除,輸出全為0(低電平); CP(CLK):觸發(fā)端,上升沿觸發(fā),即當(dāng)CP從低到高電平時,D0~D7的數(shù)據(jù)通過芯片,為0時將數(shù)據(jù)鎖存,D0~D7的數(shù)據(jù)不變。 5.74LS283:4位二進(jìn)制超前進(jìn)位全加器。 三.設(shè)計原理與實現(xiàn)方案論證1.里程計數(shù)及顯示在出租車轉(zhuǎn)軸上加裝傳感器,以便獲得“行駛里程信號”。 設(shè)汽車每走1Km發(fā)一個脈沖,里程的計數(shù)顯示,可用十進(jìn)制、譯碼顯示。該模塊涉及時序電路相關(guān)知識,如計數(shù)器(74ls60,74ls90等)、譯碼驅(qū)動器、顯示器等中規(guī)模芯片相關(guān)知識。 侯時模塊設(shè)計類似于里程計數(shù)模塊,不同的是脈沖信號可由石英晶振經(jīng)分頻后獲得。簡易的也可用555定時器近似獲得,涉及脈沖信號產(chǎn)生相關(guān)知識。但在這個實驗中使用直接的脈沖信號。 2.加法器模塊電路該模塊功能為計價,由兩部分組成: 一是里程計價:在起價公里以內(nèi)(如5公里內(nèi)),按起步價收費(fèi);若超過起價公里,則每走一公里,計價器則加上每公里的單價款。 二是等候計價;汽車運(yùn)行時,自動關(guān)斷計時等待,而當(dāng)要等候計數(shù)時,需要手動按動“等候”計費(fèi)開關(guān),進(jìn)行計時,時間到(如10分鐘),則輸出1公里的脈沖。相當(dāng)于里程增加1公里,數(shù)字顯示均為十進(jìn)制數(shù),因此,加法也要以BCD碼相加。該模塊涉及到加法器74LS283(包括K圖化簡)、門電路及碼制轉(zhuǎn)換相關(guān)知識、觸發(fā)器等時序電路相關(guān)知識。 3.里程判別電路當(dāng)所設(shè)置的起價公里數(shù)到時,使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。下圖為5公里時觸發(fā)器動作。 里程判別電路輸出控制(起步價與起步價之后計費(fèi))鎖存器(可用74224)的輸出,結(jié)合里程和侯時脈沖控制74273的clk端,最終控制總價按公里顯示,鎖存器也可選擇74LS175等。  4.秒信號發(fā)生器及等待計時電路秒信號這里用cp信號直接代替。候時計數(shù)器每10分鐘輸出一個脈沖。個位秒計數(shù)器為60進(jìn)制,分計數(shù)器為十進(jìn)制,這樣就組成了600進(jìn)制計數(shù)器。 5.清零復(fù)位電路清零復(fù)位后,要使各計數(shù)均清0,顯示器中僅 有單價和起步價顯示外,其余均顯示為0 四.完整的電路設(shè)計原理圖

五.電路調(diào)試過程與方法仿真過程中遇到了很多的問題,在遇到問題后根據(jù)除出現(xiàn)的情況按照邏輯真值表進(jìn)行調(diào)整。 1.標(biāo)號問題:在英文輸入狀態(tài)下按A鍵輸入net=*#即可進(jìn)行快速標(biāo)號,十分方便。 2. 元件調(diào)整:雙擊原件即可調(diào)整原件參數(shù)。如果在運(yùn)行狀態(tài),這個操作會導(dǎo)致總電源的關(guān)閉。 3. 接線問題:當(dāng)且僅當(dāng)元件、結(jié)點不移動的情況下,連線不移動,新接連線會自動調(diào)整,可用鼠標(biāo)移動到線上拖動,若線上出現(xiàn)小方框,說明線太密,不能移動。 4. 器件、結(jié)點圈選以后可以整體移動。圈內(nèi)的器件、結(jié)點相對位置不會移動,導(dǎo)線兩端均在圈內(nèi)則不移動,導(dǎo)線兩端在圈外亦不移動。
六.設(shè)計與調(diào)試過程遇到的問題與解決辦法1.由于還未學(xué)習(xí)555電路,所以在本次設(shè)計中將本用555電路的信號發(fā)生部分替換成了直接使用的CP信號。
七.實驗心得體會與總結(jié)經(jīng)過多天的努力終于實現(xiàn)了本設(shè)計的要求,對各個芯片的功能和原理有了進(jìn)一步的了解和掌握。雖然在仿真過程中遇到了不少困難,但是這樣更加鍛煉了我。在這次課程設(shè)計中,我在找到錯誤時,學(xué)會分析錯誤產(chǎn)生的原因,讓我更好的了解到芯片每一個引腳所起的作用。這也為以后的電路設(shè)計積累了寶貴的經(jīng)驗。這次課程和設(shè)計讓我學(xué)到了很多東西?傊@次設(shè)計不光增強(qiáng)了我的思維能力,更讓我學(xué)會了分析問題和解決問題的方法
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