摘要：出租车计价器毕业设計是加强行业管理、减少司机与乘客纠纷的重要系统设备本文采用以计数器为核心，将行车里程、等候时间按相同的比价转换成脉冲信號然后对这些脉冲进行计数的方法，实现对出租车的多功能计价输出采用8段数码显示管。该计价器能实现基本的计价还可以根据白忝，黑夜中途等待来调节单价，同时在不计价的时候作为时钟为司机和乘客提供方便
　　关键词：出租车计价器毕业设计；里程计费電路；等候时间计费电路；计数、锁存、显示电路；时钟电路；置位电路和脉冲产生电路
　　中图分类号：TP302　文献标识码：A
　　出租车自動计费器是根据客户用车的实际情况而自动计算、显示车费的数字表。数字表根据用车起步价、行车里程计费及等候时间计费三项显示客戶用车总费用打印单据，还可设置起步、停车的音乐提示或语言提示
　　(1)自动计费器具有行车里程计费、等候时间计费和起步费三部汾，三项计费统一用4位数码管显示最大金额为99.99元。
　　(2)行车里程单价设为1.80元/km等候时间计费设为1.5元/10分钟，起步费设为8.00元要求行车时，計费值每公里刷新一次；等候时每10分钟刷新一次；行车不到lkm或等候不足10分钟则忽略计费
　　(3)在启动和停车时给出声音提示脚。
　　自动計费采用计数器电路来实现将行车里程、等候时间分别按相同的比价转换成脉冲信号，然后对这些脉冲进行计数起价可以通过预置送叺计数器作为初值，如图1的原理框图所示行车里程计数电路每行车lkm输出一个脉冲信号，启动行车单价计数器输出与单价对应的脉冲数唎如单价是1.80元/km，则设计一个一百八十进制计数器每公里输出180个脉冲到总费计数器，即每个脉冲为0.01元等候时间计数器将来自时钟电路的秒脉冲作六百进制计数，得到10分钟信号用10分钟信号控制一个一百五十进制计数器(等候10分钟单价计数器计费为1.5元)向总费计数器输入150个脉冲。这样总费计数器根据起步价所置的初值，加上里程脉冲、等候时间脉冲即可得到总的用车费用例
　　上述方案中，如果将里程单价計数器和10分钟等候单价计数器用比例乘法器完成则可以得到较简练的电路。它将里程脉冲乘以单价比例系数得到代表里程费用的脉冲信號等候时间脉冲乘以时间的比例系数得到代表等候时间的时间费用脉冲，然后将这两部分脉冲求和
　　如果总费计数器采用BCD码加法器，即利用每计满lkm的里程信号、每等候10分钟的时间信号控制加法器加上相应的单价值就能计算出用车费用。
　　1.1里程计费电路设计
　　里程计费电路如图2所示安装在与汽车轮相接的涡轮变速器上的磁铁使干簧继电器在汽车每前进10m闭合一次，即输出一个脉冲信号汽车每前進1km则输出100个脉冲。此时计费器应累加lkm的计费单价，本电路设为1.80元在图2中，干簧继电器产生的脉冲信号经施密特触发器整形得到CP0CP0送入甴两片74HCl61构成的一百进制计数器，当计数器计满100个脉冲时一方面使计数器清0，另一方面将基本Rs触发器的Q1置为1使74HCl61(3)和(4)组成的一百八十进制计數器开始对标准脉冲CPl计数，计满180个脉冲后使计数器清0。Rs触发器复位为0计数器停止计数。在一百八十进制计数器计数期间由于QI=I，则p2=使P2端输出180个脉冲信号，代表每公里行车的里程计费即每个脉冲的计费是O.Ol元，称为脉冲当量
　　1.2等候时间计费电路设计
　　等候时间计費电路如图3所示，由74HCl61(1)、(2)、(3)构成的六百进制计数器对秒脉冲CP2作计数当计满一个循环时也就是等候时间满10分钟。一方面对六百进制计数器清O另一方面将基本RS触发器置为1，启动74HCl61(4)和(5)构成的一百五十进制计数器(10分钟等候单价)开始计数计数期间同时将脉冲从P1输出。在计数器计满10分鍾等候单价时将Rs触发器复位为0停止计数。从P1输出的脉冲数就是每等候10分钟输出150个脉冲表示单价为1.50元，即脉冲当量为0.01元等候计时的起始信号由接在74HCl61(1)的手动开关给定。
　　1.3计数、锁存、显示电路设计
　　如图4所示其中计数器由4位BCD码计数器74LSl60构成，对来自里程计费电路的脉沖P2和来自等候时间的计费脉冲P1进行十进制计数计数器所得到的状态值送入由2片8位锁存器74LS273构成的锁存电路锁存，然后由七段译码器74LS译码后送到共阴数码管显示
　　计数、译码、显示电路为使显示数码不闪烁，需要保证计数、锁存和计数器清零信号之间正确的时序关系如圖5所示。由图5的时序结合图4的电路可见在Q2或Q1为高电平1期间，计数器对里程脉冲P2或等候时间脉冲P1进行计数当计数完lkm脉冲(或等候10分钟脉冲)則计数结束。现在应将计数器的数据锁存到74LS273中以便进行译码显示锁存信号由74LSl23(1)构成的单稳态电路实现，当Q1或Q2由1变0时启动单稳电路延时而产苼一个正脉冲这个正脉冲的持续时间保证数据锁存可靠。锁存到74LS273中的数据由74LS48译码后在显示器中显示出来。只有在数据可靠锁存后才能清除计数器中的数据因此，电路中用74LSl23(2)设置了第二级单稳电路该单稳电路用第一级单稳输出脉冲的下跳沿启动，经延时后第二级单稳的輸出产生计数器的清零信号这样就保证了“计数一锁存一清零”的先后顺序，保证计数和显示的稳定可靠
　　图4中的S2为上电开关，能實现上电时自动置入起步价目s3可实现手动清零，使计费显示为00.00其中，小数点为固定位置
　　1.4时钟电路设计
　　时钟电路提供等候时間计费的计时基准信号，同时作为里程计费和等候时间计费的单价脉冲源电路如图6所示。
　　在图6中555定时器产生lkHz的矩形波信号，经74LS90组荿的3级十分频后得到1Hz的脉冲信号，可作为计时的基准信号同时，可选择经分频得到的500Hz脉冲作为CPl的计数脉冲也可采用频率稳定度更高嘚石英晶体振荡器。
　　1.5置位电路和脉冲产生电路的设计
　　在数字电路的设计中常常还需要产生置位、复位的信号，如sD、RD这类信号汾高电平有效、低电平有效两种。由于实际电路在接通电源瞬间的状态往往是随机的需要通过电路自动产生置位、复位电平使之进入预萣的初始状态，如前面设计中的图4其中s2就是通过上电实现计数器的数据预置。图7表示了几种上电自动置位、复位或置数的电路
　　在圖7(a)中，当s接通电源时由于电容C两端电压不能突变仍为零，使RD为O产生Q置0的信号。此后c被充电使c两端的电压上升到RD为 1时，D触发器进入计數状态图7(b)则由于非门对开关产生的信号进行了整形而得到更好的负跳变波形。图7(c)和图7(d)中的CC4013是CMOS双D触发器这类电路置位和复位信号是高电岼有效，由于开关闭合时电容可视为短路而产生高电平使RD=I，Q=0；若将此信号加到SD则SD=I，Q＝1；置位、复位过后电容充电而使RD(SD)变为0，电路可進入计数状态图7(e)是用开关电路产生点动脉冲，每按一次开关产生一个正脉冲使触发器构成的计数器计数1次；图7(f)是用开关电路产生负脉沖，每按一次开关产生一个负脉冲2
　　数字电路系统的设计完成后，必须进行安装调试以使设计的电路满足设计的功能和性能指标，並且要求达到系统的可靠性、稳定性、抗干扰能力等指标以下是安装调试数字电路的几个重要步骤和指标：
　　2.1检测电路元件
　　最主偠的电路元件是集成电路，常用的检测方法是用仪器测量、用电路实验或用替代方法接入已知的电路中集成电路的检测仪器主要用集成電路测试仪，还可用数字电压表作简易测量实验电路则模拟现场应用环境测试集成芯片的功能。替代法测试必须具备已有的完好工作电蕗将待测元件替代原有器件后观察工作情况。
　　除集成电路芯片外还应检测各种准备接人的其他各种元件，如三极管、电阻、电容、开关、指示灯、数码管等应确信元件的功能正确、可靠才能装入电路安装。
　　数字电路系统在设计调试中往往是先用面包板进行試装，只有试装经调试确定各种待调整的参数合适后，才考虑设计成印刷电路
　　试装中，首先要选用质量较好的面包板使各接插點和接插线之间松紧适度。安装中的问题往往集中在接插线的可靠性上特别需要引起注意。
　　安装的顺序是按照信号流向的顺序先單元后系统、边安装边测试。先安装调试单元电路或子系统在确定各单元电路或子系统成功的基础上，逐步扩大电路的规模各单元电蕗的信号连接线要有标记，如用特别颜色的线以便能方便断开进行测试。
　　系统调试将安装测试成功的各单元连接起来加上输入信號进行调试，发现问题则先对故障进行定位找出问题所在的单元电路。采用故障现象估测法(根据故障情况估计问题所在位置)、对分法(将故障大致所在部分的电路对分成两部分逐一查找)、对比法(将类型相同的电路部分进行对比或对换位置)等。
　　系统测试分静态测试和动態测试静态测试时，在各输入端加入不同电平值加高电平(一般接1千欧以上电阻到电源)、低电平(一般接地)后，用数字万用表测量电路各主要点的电位分析是否满足设计要求。动态测试时在各输入端接入规定的脉冲信号，用示波器观察各点的波形分析它们之间的逻辑關系和延时。
　　除了调试电路的正常状态外另外特别要注意调试初始状态、系统清零、预置等功能，检查相应的开关、按键、拨盘是否可靠手感是否正常。
　　数字电路出租车计价器毕业设计采用集成电路芯片通过对里程计费电路、等候时间计费电路、计数一锁存一顯示电路、时钟电路、置位电路和脉冲产生电路的设计完成了出租车的多功能计价。电路元件检测方便电路安装、系统调试简单可行鈳靠。白天黑夜，中途等待调节单价只需要对里程计费电路、等候时间计费电路计数器接线作相应改变就可以方便实现可靠性很高，故障率很低是一款使用方便的电子装备。