数电课程设计任务书

二○一一～二○一二学年第 一 学期

电子信息工程系

脉冲数字电路课程设计

报告书

班 级： 电子信息工程0904班 课程名称： 脉冲数字电路课程设计 学 时： 1 周 学生姓名： 徐浩 学 号： 201104235010 指导教师： 廖宇峰

二○一一年 九 月

一、 设计任务及主要技术指标和要求

1.1 设计任务 a.设计秒信号，0.1分信号脉冲产生器。

b.选用十进制系数乘法器。

c.设计四级BCD码计数、译码和显示器。

d.选用产生行程信号的干簧继电器作为脉冲产生电路。

e.根据乘法器输入系数a、b、c、d设计拨盘开关（按键）电路。它用来改变里程单价。

1.2主要技术指标和要求 a.根据任务，设计整机的逻辑电路，画出详细框图和总原理图。

b.选用中小规模集成器件，实现所选定的电路。提出器材清单。 c.检查设计结果，进行必要的仿真模拟。

二、方案论证及整体电路逻辑框图

由传感器获得“行驶里程信号”，每当汽车行驶1 km时，发出100个脉冲，行驶里程和里程单价相乘后送入计数器中。例如，设每公里应收费1.60元，则汽车每行驶1 km，就有160个脉冲送入计数器，计数器的第一、二、三位显示“160”，4位显示器的前后两位间设小数点，所以会显示出“01.60”字样。

等候时间信号由时钟产生，每10分钟发出100个脉冲，乘以每10分钟等候收费单价，如0.40元，则有0.40*100=40个脉冲，计数器的第一二位增加40。

本例中由于显示器二、三位中间的小数点常亮，因此可以简化为四个七段显示器外加一个小数点控制端，而不必使用带小数点的八段显示器。 下图为出租车里程计价表的原理方框图： 显示电路 秒脉冲发生器 秒脉冲发生器 (行程) 行驶里程单价 (比例乘法器) (时间) 等候时间单价 (比例乘法器) 时间行程控制电路 译码电路 寄存电路 计数电路 复位电路 三、单元电路设计

3.1.秒脉冲发生器的设计 由于本人对干簧继电器没有接触,故选用秒脉冲发生器来模拟行驶里程信号,基于设计要求,需要设计等候时间信号和行驶里程信号两种秒脉冲发生器.可以用很多方法达到设计要求.这里选用较为常见的555时基电路来产生秒脉冲信号,两种秒脉冲可以用同一电路来实现,如下图所示:

为了得到所需信号的频率,先确定C2的值,然后根据公式f=1/0.7(R1+2RW1)C2 来确定R1和RW1的值，如果等候时间设计为每3分钟发出1000个脉冲，即5.56HZ，可通过调节RW1的值来改变发出1000个脉冲所需的分钟数，从而调节乘车的等候时间单价。另外，若由传感器获得行驶里程信号，如果出租车每行驶1km发出1000个脉冲。设汽车的行驶速度是50km/h，则每小时发出50000个脉冲，频率为13.89HZ，所以，行驶里程信号秒脉冲发生器电路中的C2，R1，RW1的值也随之确定。

3.2．费用处理电路的设计 在本课程设计中选用CD4527来构成费用单价处理电路。芯片CD4257

为同步十进制系数乘法器，当其清零、选通、置9和始能输入均为低电平时，乘法器便进入工作状态，此时，输出频率f出=（M*f入）/10 式中M=D*8+C*4+B*2+A*1.

以上公式中D、C、B、A是乘法器系数，可以根据需要给定不同的值，例如在

本设计中：第一块CD4527的系数置成DCBA=1001，第二块置成DCBA=0100，则总系数M=0.9*0.4=0.36.也就是输入信号经过下图的电路后输出频率变为原来的0.36倍

为了根据实际情况随时改变费用单价，通过拨盘开关来改变每块芯片的系数从而改变总系数，如下图所示

：

3.3．时间行程控制电路的设计 当出租车到达某地需要在那里等待时，每等候一定时间，必然要增

加一个该收的等候费用，汽车行驶时，停止等候费用计费，继续增加里程费，这部分电路由数据选择器74HC153、发光二极管、电阻R构成，如下图所示：

行驶里程信号和等候时间信号分别从各自的单价处理电路输出以后，A0经开关分别接通高低电平，以此来选择等候时间信号或行驶里程信号A0A1=00时，即K闭合，LED亮，选通行驶里程信号，A0A1=01时，即K打开、LED灭，选通等候时间信号，通的信号再送入计数器电路。

2.4．计数电路的设计 计数电路由4位十进制计数器构成，即四个74160芯片外加三个与门互联构成，其输出的数据经寄存器电路后送入译码驱动电路进行译码和驱动七段数码管显示器显示

四、完整电路图及元器件列表

4.1．元器件列表如下

器件名 BCD译码器7448 数码管BS201 译码器7448 寄存器74LS75 计数器74160 与门 数量 4 4 4 4 4 3 器件名 发光二极管 普通开关 直流电源 555集成芯片 可调电阻 电阻 数量 1 5 1 1 1 6 数据选择器74HC153 1 十进制系数乘法器CD4527 2 五、设计总结

5.1：本电路设计有很多优点，当根据实际情况需要改变费用单价时，只需通过拨盘开关改变费用单价处理电路的总系数即可。另但缺点也不少，没有设计复位等电路，还有没有设计预置起步价功能的电路，这些都有待进一步改善。 5.2：由于我是今年通过专升本进入电信0904班的，大三一年一直在实习，所以刚看到这个课程设计时真的有点犯晕，不知如何下手，临阵磨枪重新复习了数电，很多资料也是在网上查的，也有些没有按照老师的要求去做，像同步十进制系数乘法计数器芯片74167，我用的是CD4527代替，因为我一直都没有学过乘法计数器，在网上也没找到相关的资料，所以希望老师能够见谅。 通过本次课程设计，进一步加深了对计数器、寄存器、译码及显示电路的理解，虽说没有进行实际电路的模拟，但毫无疑问，这份课程设计锻炼了我们的思维，培养了我们独立解决问题的能力，为今后进一步进行数字电路的研发设计打下了一定的基础。

五、设计总结

5.1：本电路设计有很多优点，当根据实际情况需要改变费用单价时，只需通过拨盘开关改变费用单价处理电路的总系数即可。另但缺点也不少，没有设计复位等电路，还有没有设计预置起步价功能的电路，这些都有待进一步改善。 5.2：由于我是今年通过专升本进入电信0904班的，大三一年一直在实习，所以刚看到这个课程设计时真的有点犯晕，不知如何下手，临阵磨枪重新复习了数电，很多资料也是在网上查的，也有些没有按照老师的要求去做，像同步十进制系数乘法计数器芯片74167，我用的是CD4527代替，因为我一直都没有学过乘法计数器，在网上也没找到相关的资料，所以希望老师能够见谅。 通过本次课程设计，进一步加深了对计数器、寄存器、译码及显示电路的理解，虽说没有进行实际电路的模拟，但毫无疑问，这份课程设计锻炼了我们的思维，培养了我们独立解决问题的能力，为今后进一步进行数字电路的研发设计打下了一定的基础。

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