武汉工程大学
计算机科学与工程学院
课程设计报告
设计名称：设计题目：
学生学号：专业班级： 13级信息技术02班
学生姓名：学生成绩：
指导教师（职称）： 徐诚 （讲师）
完成时间：2014年12月24日~2014年12月30日
武汉工程大学计算机科学与工程学院 制
说明：
1、报告中的第一、二、三项由课程设计负责人在课程设计开始前填写并发
给每个学生；四、五两项（中英文摘要）由学生在完成课程设计后填写。
2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩。
3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个课程设计期间的表现、设计
完成情况、报告的质量等方面给出客观、全面的评价。
4、训练报告正文字数应不少于3000字，也可由指导教师根据本门课程设
计的具体情况酌情增加字数或内容。
5、平时表现成绩低于6分的学生，其课程设计成绩按不及格处理。
6、此表格式为武汉工程大学计算机科学与工程学院提供的基本格式（适用
于学院各项课程设计），各教研室可根据本项课程设计的特点及内容做
适当的调整，并上报学院批准。
成绩评定表
学生姓名： 李家诚 学号： 1305120609 班级： 信息技术02班
目 录
摘 要 ..........................................................II
Abstract .........................................................III
第一章 课题背景与设计 ..............................................1
1.1 课题概述 ...................................................1
1.2 基本理论依据 ...............................................2
第二章 设计简介及设计方案论述 ......................................3
2.1 基本原理分析 ...............................................3
2.2 计价器分析 .................................................3
2.3 电路分析 ...................................................4
第三章 详细设计 ....................................................7
3.1 等候计时设计 ...............................................7
3.2 触发器介绍 .................................................8
3.3 完整电路设计设计 ..........................................10
3.4 芯片的介绍 .................................................13
3.5 总电路设计 ................................................13
第四章 设计结果及分析 .............................................14
4.1 出租车计价系统的设计结果 ...................................14
4.2 总体的设计结果 ............................................15
总 结 ........................................................... 17
致 谢 ........................................................... 18
参考文献 .......................................................... 19
摘 要
出租车计价器是出租车运营收费的专用智能化仪表，随着电子技术的发展，出租车计价器的技术也在不断地进步和提高。国内出租车计价器已经经历了4个阶段的发展。从传统的全部由机械元件组成的机械式，到半电子式即用电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器；再从集成电路式到目前的单片机系统涉及的出租车计价器。采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻易而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。另外在本方案中那个使用了数码管，可以实现更加友好的使用界面。数据信息一目了然，并且即使是成品也可以便的修改使用界面，更可根据不同的公司客户使用不同的局面。在交通发展迅速的今天，出租车是我们交通中不可缺少的工具。同时出租车中的计价器是必不可少的一种设备。单片机技术也得到了飞速发展，基于单片机的出租车计费器不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题，而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低，特别是对小批量、多品种的产品需求，单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，。出租车计价器系统设计的主要内容是通过C51单片机上的数码显示器来模拟出租车计价器的路程显示表，通过单片机上的键盘上的某些键来表示开始、暂停、复位等功能。步骤如下：首先，程序开始做一些必要的初始化工作，等待键盘输入。然后，启动键按下（0）后LED数码管开始记录路程并显示。最后，当需要停止是可按相应的键（F）对路程计数器进行暂停。而且还可以复位（E）。本设计主要了解应用单片机的定时器/计数器，以及中断。这是一个比较小的系统，出租车现在是我们出行最方便的交通工具，随着科技的进步，出租车的计价方式也发生了巨大的变化。本文介绍了利用凌阳SPCE061A单片机作为制控制器，配合SPLC501液晶模组，设计出租车计价器的过程。该系统可实现出租车计价器的基本功能，并具有友好的语音提示功能，充分发挥了人性化的特点。
关键字：计价器；控制系统；转换；
Abstract
Taxi meter is a dedicated taxi oPerators charge intelligent instrument，With the develoPment of electronic technology，Taximeter techniques are constantly Progress and imProve. Domestic Taximeter has exPerienced four stages of develoPment. From the traditional all-mechanical comPonents consisting of mechanical, To semi-electronic-use electronic circuit instead of Part of the mechanical comPonents Taximeter; And from IC-style to the current SCM system is involved in the taxi meter. Single-chiP for the design, Relatively Powerful, With less hardware and aPProPriate software can be easily comPlement each other to achieve the design requirements，And flexibility, Can be Programmed by software to Perform additional functionality. Switch for the charging mode, through the software Programming can be easily and give imPlementation. Avoid the instability caused by mechanical switches., you can achieve a more friendly user interface. Data information at a glance, And even the finished Product can also be changes to user interface, Can according to
different customers using different situation. Key words: Taximeter SCM ControlTaxi is now the most convenient means of transport, with the advancement of technology, taxi pricing also had a great change. From the earliest kilometers by bus schedule pricing, to free pricing by odometer, and then pricing by calculating the distance meter, the taximeter is a flat fee subscription which can print the invoice pricing automatically . Taximeter as an important component of taxi, bearing taxi drivers and passengers interests of the two sides, played an important role, therefore, with good performance by the majority of taxi drivers friends valuation was necessary. Design using microcontroller, relatively powerful, with fewer hardware and the appropriate software interface can be easily achieved design requirements, and flexibility can be accomplished through software programming to more value-added functions. This paper describes a system by using LingYang SPCE061A singlechip as a controller, with SPLC501 LCD module to design the process of taxi meter. The system can realize the basic functions of a taxi meter and has a good voice prompt feature, gives full play to the human characteristics. Key word; l; time count, mileage count, change
第一章 课题背景与设计
1.1 课题概述
1.1.1 设计背景
出租车计价器是出租车运营收费的专用智能化仪表，随着电子技术的发展，出租车计价器的技术也在不断地进步和提高。国内出租车计价器已经经历了4个阶段的发展。从传统的全部由机械元件组成的机械式，到半电子式即用电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器；再从集成电路式到目前的单片机系统涉及的出租车计价器。采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻易而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。
1.1.2 设计目的
掌握定时计价器的原理，进一步了解实际应用中时序逻辑电路的设计和调试方法，学会常用数字电路的设计。从而设计出一套完整的计价器系统。
1.1.3 设计方案
(1)计价器以km为单位统计里程，以元为单位统计总金额。实时的对里程和总金额进行统计。
(2)计价器白天起步价为6元，2公里后每公里1元，黑夜起步价为7元，2公里后每公里2元，中途等待超过3分钟，每分钟1元。
(3)用液晶屏直接显示里程、当前计费标准、需支付总金额数，显示清晰直观； 4. 系统稳定性好，能可靠工作，意外掉电时能够保存数据。
要求绘出原理图，并用Multisim 软件画出电路图；
(4)根据设计要求设计好电路，选好元件及参数；
(5)拟定测试方案和设计步骤；
(6)写出设计性报告。
1.2 基本理论依据 出租车计价器由主机、空车灯、传感器三大部分组成，其中主机又包含打印机、语音器、 IC 卡读写器和主机线路板，主机线路板有两个微处理器，一个为计算微处理器，另一个为监控（税控）微处理器，出租车计价器通过传感器与行驶车辆连接。出租汽车的实际里程 通过传感器的脉冲信号在计价器里折算成一定的计价营运里程。随着科学技术的发展，产生了第二代计价器。它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式，实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还可以完成计价的工作。
大规模集成电路的发展又产生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。它的功能也在不断完善.当单片机出现并应用于计价器后，现代出租车计价器的模型也就基本具备了，它可以完成计程，计价，显示等基本工作。单片机以及外围芯片的不断发展促进了计价器的发展。
第二章 设计简介及设计方案论述
2.1 基本原理分析
本系统的硬件设计主要包括单片机AT89S51、数据显示部件、A44E霍尔传感器电路、里程计算及计价单元的设计。在硬件设计过程中，充分利用各部件的功能，实现多功能的出租车计价器设计。软件设计主要可分为主程序模块、定时计数中断程序、里程计数中断服务程序、中途等待中断服务程序、时间调整子程序、显示子程序服务程序、字型码表及延时子程序。
2.1．1硬件设计
它由以下几个部件组成：单片机AT89S51、总金额及单价显示部件、键盘控制部件、里程计算单元、串口显示驱动电路等。
利用单片机丰富的I/O端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。具体电路参见附录。
2.1.2里程计算、计价单元的设计
出租车中需要一个能准确获得车轮转动即路程计量信号的装置,以得到标准的脉冲信号送入单片机外部中断0即P3.2引脚,由单片机完成计程数及车费的换算及显示。我们在汽车联轴器按圆周间隔嵌入磁钢,用霍尔传感器A44E检测并输出脉冲。原理图
图2-1
2.3 电路分析
1.里程计数显示单元
出租车起动后，每前进10米，发一个脉冲，通过IC19与门（74LS08），输入到IC4 CP0端进行计数，IC4、IC5（74LS290）为模100计数器，当计数器计满1km（100×10），在IC5的Q3输出一个脉冲，使IC6计数，显示器就显示1公里。IC6、IC7、IC8为三位十进制计数器，计程（数）最大范围为999。
出租车计价（程）时，开关K合上（打在位置2上）。
2.时间等候计数
IC3、IC2、IC1为时间等候计数器。当出租车在等候时，司机按一下“候时”键，IC9（FF1）被置成1，触发器Q端输出1信号，使555定时振荡，输出1Hz的脉冲到IC1、IC2，进行60秒计数，IC3为十进制计数器。当计满10分钟，输出一个脉冲，CP10到IC18或门，给里程计数器计数，即等候10分钟，相当于行驶1公里。
若等候5分钟时，汽车恢复行驶，这时，汽车运行输出的脉冲，使IC9（FF1）翻转（Q=0），计时停止而转入计程。这样，二者不会重复计数。实现正确、合理的收费。
3.计价电路部分
起步价由预置开关设置，开关的输出为BCD码，四位并行输入，通过三态门IC10、IC12（74LS244）显示器显示。基本起步价所行驶的里程到达后，按每行驶1公里的单价进行计价。由控制触发器IC9（FF2）控制起步里程到否？若起步里程（图中设为5km）使IC9（FF2）Q端为1,Q=0，这样IC11和IC13连通，显示器显示的为起步价、单价之和的值。
图2-2 出租车计价器逻辑电路参考图
其实，本电路刚开始起动（复位）时，已经将起步价经IC10、IC14在IC15中与单价相加了一次（即加了16公里，即图中IC6的计数范围应是0～6，IC20的Q2·Q1就是实现到起步里程数的自动置数控制信号。
两位BCD码数值的相加，是通过4位二进制全加器74LS83进行的，两位相加若超过9，
需进行加6运算，使之变为BCD码。图2.17.7即为二位BCD码加法器电路图。
图2 两位BCD码加法器电路图
4.复位、秒信号、候时信号
复位按钮按下后，所有计数器、寄存器清0，里程计价显示这时全为0。而当复位按钮抬起后，计价器则显示起步价数值（里程单价显示不受复位信号控制）。
候时“键”按下，IC9（FF1）的Q=1，脉冲秒信号产生，使计时电路计数。
脉冲秒信号由555定时电路产生。
第三章 详细设计
3.1 计时设计
3.1.1时设计
在这里倒计时器的设计我们采用74190的芯片来设计。74190是十进制同步可逆计数器，它具有异步并行置数功能、保持功能。74190没有专用的清零输入端，但可以借助Q0、Q1、Q2、Q3的输出数据间接实现清零功能。
现选用两个74190芯片级联成一个45到0的倒计数器。其中作为个位数的74190芯片的CLK接上一个与门，与门再接上一个秒脉冲发生器（频率为1），使脉冲产生的频率为1的脉冲能够输入并输出。这时输入端为高电频。74190芯片是十进制的芯片，所以只会从0-9计数。而脉冲与CLK断相连，故芯片减法计数。十位数74190芯片上的ROC端和PL端相连，实现反馈，使得十位数到5清零。再把个位数74190芯片的输出端的ROC与十位数74090芯片的CLK接上 ，当个位数的输出数为0时，向十位数借位，个位数重置为9，十位数减一位。然后分别把个位数和十位数74190芯片上的Q0,Q1，Q2，Q3分别接到显示器上，即实现45秒的倒计时功能。
图3-1 74LS190引脚图
3.1.2 计时间转换成价格电路设计
在这里倒计时器的设计我们同样采用74190的芯片来设计。现选用两个74190芯片级联成一个25到0的倒计数器。其中作为个位数的74190芯片的CLK
接上一个与门，
与门再接上一个秒脉冲发生器（频率为1），使脉冲产生的频率为1的脉冲能够输入并输出。这时输入端为高电频。74190芯片是十进制的芯片，所以只会从0-9计数。而脉冲与CLK断相连，故芯片减法计数。十位数74190芯片上的ROC端和PL端相连，实现反馈，使得十位数到5清零。再把个位数74190芯片的输出端的ROC与十位数74090芯片的CLK接上 ，当个位数的输出数为0时，向十位数借位，个位数重置为9，十位数减一位。然后分别把个位数和十位数74190芯片上的Q5，Q6，Q7，Q8分别接到显示器上，即实现25秒的倒计时功能。
3.1.3 判断电路是否超市设计
现选用一个74190芯片级联成一个5到0的倒计数器。74190芯片是十进制的芯片，所以只会从0-9计数。而脉冲与CLK断相连，故芯片减法计数。十位数74190芯片上的ROC端和PL端相连，实现反馈，使得个位数到5清零。然后分别把个位数的74190芯片上的Q9，Q10，分别接到显示器上，即实现45秒的倒计时功能。
3.2 触发器介绍
3.2.1 RS触发器的介绍
基本的RS触发器的功能有：
（1） 基本RS触发器具有置位、复位和保持（记忆）的功能；
（2） 基本RS触发器的触发信号是低电平有效，属于电平触发方式；
（3） 基本RS触发器存在约束条件（R+S=1），由于两个与非门的延迟时间无法确
定；当R=S=0时，将导致下一状态的不确定；
（4） 当输入信号发生变化时，输出即刻就会发生相应的变化，即抗干扰性能较差。 基本RS触发器的触发翻转过程直接由输入信号控制 ，而实际上，常常要求系统中的各触发器在规定的时刻按各自输入信号所决定的状态同步触发翻转，这个时刻可由外加的时钟脉冲CP来决定，这就是我们所用的同步RS触发器同步RS触发器具有的功能为:
（1） 同步RS触发器具有置位、复位和保持（记忆）功能；
（2） 同步RS触发器的触发信号是高电平有效，属于电平触发方式；
（3） 同步RS触发器存在约束条件，即当R=S=1时将导致下一状态的不确定；
（4） 触发器的触发翻转被控制在一个时间间隔内，在此间隔以外的时间内，其状
态保持不变。
图3-2 RS触发器
3.2.2 JK触发器的介绍
JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能，在各类集成触发器中，JK触发器的功能最为齐全。在实际应用中，它不仅有很强的通用性，而且能灵活地转换其他类型的触发器。
图3-3 JK触发器
3.3 出租车计费器设计
3.3.1计价器的设计
该电路由两部分组成。一是里程计价：在起价公里以内（如5公里内），按起步价算；若超过起价公里，则每走一公里，计价器则加上每公里的单价款。二是等候计价；汽车运行时，自动关断计时等待，而当要等候计数时，需要手动按动“等候”计费开关，进行计时，时间到（如10分钟），则输出1公里的脉冲。相当于里程增加1公里，数字显示均为十进制数，因此，加法也要以BCD码相加。
一位BCD码相加的电路如图2.17.4所示，当二位二进制BCD码数字相加超过数值9时，有进位输出。
3.3.2 里程计数器的具体设计
在出租车转轴上加装传感器，以便获得“行驶里程信号”。设汽车每走10米发一个脉冲，到1公里时，发100个脉冲，所以对里程计数要设计一个模100计数器，如图3-1程的计数显示，则用十进制、译码显示即可，见图3-4。计数器采用74LS290，显示可用译码、驱动、显示三合一器件CL002或共阴、共阳显示组件（74LS248、LC5011-11或74LS247、LA5011-11）。
图3-4模100计数器
图3-5计数、译码、显示
3.3.3 出租车状态转换的设计
当出租车在行驶时停车，此时里程计数器保存数值，同时启动计时计数器。设置的起价公里数到时，使触发器翻转。图2.17.5中为5公里时触发器动作。
3.秒信号发生器及等待计时电路
秒信号可用32768Hz石英晶振经CD4060分频后获得。简易的可用555定时器近似获得。
候时计数器每10分钟输出一个脉冲。个位秒计数器为60进制，分计数器为十进制，这样就组成了600进制计数器。
4.清零复位
清零复位后，要使各计数均清0，显示器中仅有单价和起步价显示外，其余均显示为0。
汽车启动后，里程显示开始计数。当汽车等候时，等候时间开始显示。运行计数和等候计数二者不同时计数工作。
3.3.4 出租车控制电路的设计
起步价由预置开关设置，开关的输出为BCD码，四位并行输入，通过三态门IC10、IC12
（74LS244）显示器显示。基本起步价所行驶的里程到达后，按每行驶1公里的单价进行计价。由控制触发器IC9（FF2）控制起步里程到否？若起步里程（图中设为5km）使IC9（FF2）Q端为1,Q=0，这样IC11和IC13连通，显示器显示的为起步价、单价之和的值。
。
图 3-4 出租车计费器
3.4 芯片的介绍
3.4.1 74LS190芯片介绍
74LS190为常用的任意进制计数器。它含有异步置零端，它得到有效的信号，使计数器立即复位S0，适用于有异步置零输入端，SM仅是短暂的过渡状态。
3.4.2 0-9进制倒计时变换
用6进制为例：
6转换为六进制为0110，故D3D0接低电平，D2D1接高电平。减法时钟端接脉冲信号，置位端与借位输出端相连即完成了6进制的倒计时功能。
3.5 总电路设计
里程传感器：采集车速信号,(也可以自己做车速传感器,采用霍尔效应做)，车速信号为脉冲信号,采集脉冲信号的频率就可以得到车速，可以用到芯片的定时器捕获。
如果车速大于一定的值，采用公里数计算价格,如果车速小于这个值,就可以用时间计算。
计算公里数：应用芯片计算其公里数。
计算时间：用到芯片定时器确定时间，或者用RTC中断采集到更精确的时间。 显示：用数码管或液晶显示公里数，时间，以及价格，可以用芯片驱动数码管或者用芯片驱动液晶
空车牌来提供计价器计价的信号。
打印机：打印机来打印所需要的票据，通过排线连接计价器主机。
第四章 设计结果及分析
4.1 出租车计价器系统的设计结果
如下图4.1所示，用两个74190芯片级联成一个从99到0的倒计数器。其中作为个位数的74190芯片的CLK接上一个与门，与门再接上一个秒脉冲发生器（频率为1），使脉冲产生的频率为1的脉冲能够输入并输出。这时输入端为高电频。74190芯片是十进制的芯片，所以只会从0-9计数。而脉冲与CLK断相连，故芯片减法计数。十位数74190芯片上的ROC端和PL端相连，实现反馈，使得十位数到5清零。再把个位数74190芯片的输出端的ROC与十位数74090芯片的CLK接上 ，当个位数的输出数为0时，向十位数借位，个位数重置为9，十位数减一位。然后分别把个位数和十位数74190芯片上的Q1，Q2，Q3，Q4分别接到显示器上，即实现45秒的倒计时功能。
交通灯转换功能我们采用两个74190芯片，两个与门，两个非门，一个RS触发器来组成整个电路。当按下开关时，使输入信号在RS触发器中实现翻转，使得输入到倒计时部分与门中的信号“1”（高电频）在RS触发器中实现翻转变为“0”（低电频），从而使倒计时部分不工作。而黄灯部分与门中的原来的信号“0”（低电频）在RS触发器中实现翻转变为“1”（高电频），从而绿灯部分的计时器工作，而当转换器达到45秒，即部分的计数变为“00”时，黄灯的计数器会发出一个复位信号，复位信号传到RS触发器中再次翻转，使得黄灯部分的输入信号变为“0”（低电频），于是黄灯部分的电路停止工作；而原来红灯计时器中的信号则变为“1”（高电频），从而计时器接着工作，继续计时。
倒计时计数器向信号灯转换器提供定两个定时信号来实现信号灯的转换，这两个定时信号由两个与门来分别提供。其中一个信号是用来实现红灯和绿灯之间的转换，一个是用来实现红灯和黄灯，绿灯和黄灯之间的转换。与门和倒计时之间的连接方法为：把个位计数器的输出端 Q0,Q1,Q2,Q3和6个非门相接，再与2个与门相接构成如图的U12：B，U10：A，U12：B，U10：A，都表示的是个位数字的信号；再把十位计数器的输出端Q0,Q1,Q2,Q3和4个非门相接，再与一个与门相接，构成如图所示的U12：A，U12：A表示的是十位。
由以上分析即可知交通灯控制的工作原理。
图4-1 出租车计价器
4.2 总体的设计结果
4.2.1 正常计时的设计结果
接好电路图，个位数的74190芯片的CLK接上一个与门，与门再接上一个秒脉冲发生器（频率为1），使脉冲产生的频率为1的脉冲能够输入并输出。这时输入端为高电频，实现45秒的倒计时功能，U12A和U12B中都为低电频则U23中也为低电频，U10A中为高电频，则U16中的信号变成低电频，高低电频信号经过JK触发器到达U19、U20、U17最后控制南北方向的绿灯闪烁，红灯和黄灯不闪烁，东西方向的红灯闪烁绿灯不闪烁。
4.2.2 倒数5秒黄灯的闪烁设计结果
按照图正确连线，实现倒计时功能，等到倒数5秒时，即当U12：A的输入信号为0，
U10：A的输入信号为5时，则会向U16传送一个计数器为05的高电频信号。这个05的高电频信号则会道通JK触发器中的脉冲，使得经过U14B后变成低电频信号，这个低电频信号传到U19最后控制绿灯使绿灯不亮，而控制红灯的信号从U20传入也为低电频，因此红灯也不亮 。但是从U19传出来的信号继续传到异或门U22A和非门U21B中变成高电频，再传到U17中，最后传到东西南北使四个方向的黄灯亮。从而达到控制黄灯闪烁的目的。
4.2.2 红黄灯转换之后的设计结果
当倒数5秒过后，计数器重新开始计数，即当U12：A的输入信号为0，U12：B的输入信号也为0时，则会向U16传送一个计数器为00的信号。 使U16中的信号变成低电频，而U16和U23中的信号发生改变，高低电频信号经过JK触发器到达U19、U17、U20最后使得红绿灯转换闪烁，黄灯停止闪烁。
图4-2 实验结果图
总 结
开始拿到综合设计的题目的时候，还不知道怎么去做，因为自己对这门课一般设计不是很会，对芯片的功能也都不是很清楚，所以当时感到压力很大，然后我就把教材在讲解设计方面知识的地方多看了几遍，增强了自己对芯片功能了解，当我再次看到实验指导书时，我感觉这实验也许没有我之前想象的那么难。根据实验指导书上的要求，这次设计出来的电路主要有十字路口交通灯的功能，当我仔细再次看实验指导书后，明白了人工可干预功能是在实际生活中很实用的一个功能。
下面是我在实验中遇到的一些问题以及解决的方法：
1、了解的芯片不多，无法让电路达到想象的功能。这时我通过预想电路要达到的效果在网上查找满足条件的芯片资料。
2、黄灯闪烁一直是这次实验困扰我最大的问题，因为这个电路中黄灯要在红绿灯变化时闪烁5下，最开始的时候我就用的74190芯片去控制交通灯闪烁电路，但黄灯只能闪烁一下，黄灯亮起的时候红绿灯并没熄灭，显然这块芯片不能达到预想的效果，后来我又用了几块不同的芯片，但依旧不能达到想要的效果。我继续查找资料，看到了7485芯片，它是一个比较器，可以控制当倒计时计数器输出信号小于0000 0110时，黄灯闪烁，最后黄灯闪烁的问题终于解决了。
3、由于此次设计电路较多，由于自己的不仔细，经常将线接错地方，导致电路不能正常工作，我以为是设计思路不对，又去想其他的方法，后来和同学交流时发现他们的思路和我差不多，他们都能做出来，但我不能，我仔细检查后才明白是我连线的问题，由于不细心导致了很多不必要的麻烦。
通过这次实验，加强了我动脑和独立解决问题的能力，现在设计做好了，花了很多时间，但是自我感觉还是比较满意的，我的电路比较简洁，用的元器件并不是很多，连线也不是很复杂，在别人看来也是比较容易看懂的。
致 谢 这次可人工干预交通灯控制的课程设计是在徐诚老师的精心指导下，和班上其他同学的共同交流下才得以顺利完成。在我的设计选题、设计的过程中以及撰写论文的过程中徐老师始终严格要求着我们，同时及时给我指导和批评指正，徐老师学识渊博。治学谨慎、思维敏捷。通过这次的课程设计使我更加体会到了老师的良苦用心，知道了老师的辛苦，也坚信了我以后更加努力的学习。
同时还要感谢学校能够给我们提供这么好的设备让我们做课程设计，如果没有学校各方面的支持，我们是不可能这么顺利的完成我们的设计的。
最后还要感谢在设计过程中给予我帮助的同学们当我不知道如何继续设计下去的时候，是你们给了我启示；当我有问题不懂的时候，是你们给我耐心的讲解。在我们的相互交流下，我们都顺利的完成了设计。在交流的过程中我们都取得了进步。最终电路设计出来了，非常感谢在此过程中帮助过我的每一个人。在写论文的时候，得到了很多同学宝贵的建议，同时也得到了他们的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。希望我们以后共同努力，共同进步！
通过本次设计使我们自身的动手能力得到了很大的提高，使我们走出了实践的盲区，为以后的毕业设计及工作后的动手打下了坚实的基础。最后再次感谢学院为我们提供了难得的机会。再次感谢老师和同学们的帮助!
参考文献
[1] 李士雄,丁康源编著.数字集成电子技术教程[M]. 北京：高等教育出版社，
1999.P120~130.
[2] 张康廉编著.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1993.P126~130.
[3] 黄正瑾编著.计算机结构与逻辑设计[M].北京：高等教育出版社,2001.P70~80.
[4] 雍新生编著.数字集成电路的逻辑设计[M].上海：复旦大学出版社,1987.P110~120.
[5] 蔡惟铮编著.基础电子技术[M]. 北京：高等教育出版社,2004.P80~100.
[6] 蔡惟铮编著.集成电子技术[M]. 北京：高等教育出版社,2004.P60~90.
[7] 黄正瑾编著.在系统编程技术及其应用[M].南京：东南大学出版社,1997.P110~120.
[8] 李景华,杜玉远编著.可编程逻辑器件及EDA技术[M]. 沈阳:东北大学出版
社,2001.P130~150.
[9] 王楚,沈伯弘编著.数字逻辑电路[M]. 北京：高等教育出版社,2000.P120~135.
[10]邓元庆编著.数字电路与逻辑设计[M]. 北京：电子工业出版社,2001.P90~110.
武汉工程大学
计算机科学与工程学院
课程设计报告
设计名称：设计题目：
学生学号：专业班级： 13级信息技术02班
学生姓名：学生成绩：
指导教师（职称）： 徐诚 （讲师）
完成时间：2014年12月24日~2014年12月30日
武汉工程大学计算机科学与工程学院 制
说明：
1、报告中的第一、二、三项由课程设计负责人在课程设计开始前填写并发
给每个学生；四、五两项（中英文摘要）由学生在完成课程设计后填写。
2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩。
3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个课程设计期间的表现、设计
完成情况、报告的质量等方面给出客观、全面的评价。
4、训练报告正文字数应不少于3000字，也可由指导教师根据本门课程设
计的具体情况酌情增加字数或内容。
5、平时表现成绩低于6分的学生，其课程设计成绩按不及格处理。
6、此表格式为武汉工程大学计算机科学与工程学院提供的基本格式（适用
于学院各项课程设计），各教研室可根据本项课程设计的特点及内容做
适当的调整，并上报学院批准。
成绩评定表
学生姓名： 李家诚 学号： 1305120609 班级： 信息技术02班
目 录
摘 要 ..........................................................II
Abstract .........................................................III
第一章 课题背景与设计 ..............................................1
1.1 课题概述 ...................................................1
1.2 基本理论依据 ...............................................2
第二章 设计简介及设计方案论述 ......................................3
2.1 基本原理分析 ...............................................3
2.2 计价器分析 .................................................3
2.3 电路分析 ...................................................4
第三章 详细设计 ....................................................7
3.1 等候计时设计 ...............................................7
3.2 触发器介绍 .................................................8
3.3 完整电路设计设计 ..........................................10
3.4 芯片的介绍 .................................................13
3.5 总电路设计 ................................................13
第四章 设计结果及分析 .............................................14
4.1 出租车计价系统的设计结果 ...................................14
4.2 总体的设计结果 ............................................15
总 结 ........................................................... 17
致 谢 ........................................................... 18
参考文献 .......................................................... 19
摘 要
出租车计价器是出租车运营收费的专用智能化仪表，随着电子技术的发展，出租车计价器的技术也在不断地进步和提高。国内出租车计价器已经经历了4个阶段的发展。从传统的全部由机械元件组成的机械式，到半电子式即用电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器；再从集成电路式到目前的单片机系统涉及的出租车计价器。采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻易而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。另外在本方案中那个使用了数码管，可以实现更加友好的使用界面。数据信息一目了然，并且即使是成品也可以便的修改使用界面，更可根据不同的公司客户使用不同的局面。在交通发展迅速的今天，出租车是我们交通中不可缺少的工具。同时出租车中的计价器是必不可少的一种设备。单片机技术也得到了飞速发展，基于单片机的出租车计费器不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题，而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低，特别是对小批量、多品种的产品需求，单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，。出租车计价器系统设计的主要内容是通过C51单片机上的数码显示器来模拟出租车计价器的路程显示表，通过单片机上的键盘上的某些键来表示开始、暂停、复位等功能。步骤如下：首先，程序开始做一些必要的初始化工作，等待键盘输入。然后，启动键按下（0）后LED数码管开始记录路程并显示。最后，当需要停止是可按相应的键（F）对路程计数器进行暂停。而且还可以复位（E）。本设计主要了解应用单片机的定时器/计数器，以及中断。这是一个比较小的系统，出租车现在是我们出行最方便的交通工具，随着科技的进步，出租车的计价方式也发生了巨大的变化。本文介绍了利用凌阳SPCE061A单片机作为制控制器，配合SPLC501液晶模组，设计出租车计价器的过程。该系统可实现出租车计价器的基本功能，并具有友好的语音提示功能，充分发挥了人性化的特点。
关键字：计价器；控制系统；转换；
Abstract
Taxi meter is a dedicated taxi oPerators charge intelligent instrument，With the develoPment of electronic technology，Taximeter techniques are constantly Progress and imProve. Domestic Taximeter has exPerienced four stages of develoPment. From the traditional all-mechanical comPonents consisting of mechanical, To semi-electronic-use electronic circuit instead of Part of the mechanical comPonents Taximeter; And from IC-style to the current SCM system is involved in the taxi meter. Single-chiP for the design, Relatively Powerful, With less hardware and aPProPriate software can be easily comPlement each other to achieve the design requirements，And flexibility, Can be Programmed by software to Perform additional functionality. Switch for the charging mode, through the software Programming can be easily and give imPlementation. Avoid the instability caused by mechanical switches., you can achieve a more friendly user interface. Data information at a glance, And even the finished Product can also be changes to user interface, Can according to
different customers using different situation. Key words: Taximeter SCM ControlTaxi is now the most convenient means of transport, with the advancement of technology, taxi pricing also had a great change. From the earliest kilometers by bus schedule pricing, to free pricing by odometer, and then pricing by calculating the distance meter, the taximeter is a flat fee subscription which can print the invoice pricing automatically . Taximeter as an important component of taxi, bearing taxi drivers and passengers interests of the two sides, played an important role, therefore, with good performance by the majority of taxi drivers friends valuation was necessary. Design using microcontroller, relatively powerful, with fewer hardware and the appropriate software interface can be easily achieved design requirements, and flexibility can be accomplished through software programming to more value-added functions. This paper describes a system by using LingYang SPCE061A singlechip as a controller, with SPLC501 LCD module to design the process of taxi meter. The system can realize the basic functions of a taxi meter and has a good voice prompt feature, gives full play to the human characteristics. Key word; l; time count, mileage count, change
第一章 课题背景与设计
1.1 课题概述
1.1.1 设计背景
出租车计价器是出租车运营收费的专用智能化仪表，随着电子技术的发展，出租车计价器的技术也在不断地进步和提高。国内出租车计价器已经经历了4个阶段的发展。从传统的全部由机械元件组成的机械式，到半电子式即用电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器；再从集成电路式到目前的单片机系统涉及的出租车计价器。采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻易而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。
1.1.2 设计目的
掌握定时计价器的原理，进一步了解实际应用中时序逻辑电路的设计和调试方法，学会常用数字电路的设计。从而设计出一套完整的计价器系统。
1.1.3 设计方案
(1)计价器以km为单位统计里程，以元为单位统计总金额。实时的对里程和总金额进行统计。
(2)计价器白天起步价为6元，2公里后每公里1元，黑夜起步价为7元，2公里后每公里2元，中途等待超过3分钟，每分钟1元。
(3)用液晶屏直接显示里程、当前计费标准、需支付总金额数，显示清晰直观； 4. 系统稳定性好，能可靠工作，意外掉电时能够保存数据。
要求绘出原理图，并用Multisim 软件画出电路图；
(4)根据设计要求设计好电路，选好元件及参数；
(5)拟定测试方案和设计步骤；
(6)写出设计性报告。
1.2 基本理论依据 出租车计价器由主机、空车灯、传感器三大部分组成，其中主机又包含打印机、语音器、 IC 卡读写器和主机线路板，主机线路板有两个微处理器，一个为计算微处理器，另一个为监控（税控）微处理器，出租车计价器通过传感器与行驶车辆连接。出租汽车的实际里程 通过传感器的脉冲信号在计价器里折算成一定的计价营运里程。随着科学技术的发展，产生了第二代计价器。它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式，实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还可以完成计价的工作。
大规模集成电路的发展又产生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。它的功能也在不断完善.当单片机出现并应用于计价器后，现代出租车计价器的模型也就基本具备了，它可以完成计程，计价，显示等基本工作。单片机以及外围芯片的不断发展促进了计价器的发展。
第二章 设计简介及设计方案论述
2.1 基本原理分析
本系统的硬件设计主要包括单片机AT89S51、数据显示部件、A44E霍尔传感器电路、里程计算及计价单元的设计。在硬件设计过程中，充分利用各部件的功能，实现多功能的出租车计价器设计。软件设计主要可分为主程序模块、定时计数中断程序、里程计数中断服务程序、中途等待中断服务程序、时间调整子程序、显示子程序服务程序、字型码表及延时子程序。
2.1．1硬件设计
它由以下几个部件组成：单片机AT89S51、总金额及单价显示部件、键盘控制部件、里程计算单元、串口显示驱动电路等。
利用单片机丰富的I/O端口，及其控制的灵活性，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。具体电路参见附录。
2.1.2里程计算、计价单元的设计
出租车中需要一个能准确获得车轮转动即路程计量信号的装置,以得到标准的脉冲信号送入单片机外部中断0即P3.2引脚,由单片机完成计程数及车费的换算及显示。我们在汽车联轴器按圆周间隔嵌入磁钢,用霍尔传感器A44E检测并输出脉冲。原理图
图2-1
2.3 电路分析
1.里程计数显示单元
出租车起动后，每前进10米，发一个脉冲，通过IC19与门（74LS08），输入到IC4 CP0端进行计数，IC4、IC5（74LS290）为模100计数器，当计数器计满1km（100×10），在IC5的Q3输出一个脉冲，使IC6计数，显示器就显示1公里。IC6、IC7、IC8为三位十进制计数器，计程（数）最大范围为999。
出租车计价（程）时，开关K合上（打在位置2上）。
2.时间等候计数
IC3、IC2、IC1为时间等候计数器。当出租车在等候时，司机按一下“候时”键，IC9（FF1）被置成1，触发器Q端输出1信号，使555定时振荡，输出1Hz的脉冲到IC1、IC2，进行60秒计数，IC3为十进制计数器。当计满10分钟，输出一个脉冲，CP10到IC18或门，给里程计数器计数，即等候10分钟，相当于行驶1公里。
若等候5分钟时，汽车恢复行驶，这时，汽车运行输出的脉冲，使IC9（FF1）翻转（Q=0），计时停止而转入计程。这样，二者不会重复计数。实现正确、合理的收费。
3.计价电路部分
起步价由预置开关设置，开关的输出为BCD码，四位并行输入，通过三态门IC10、IC12（74LS244）显示器显示。基本起步价所行驶的里程到达后，按每行驶1公里的单价进行计价。由控制触发器IC9（FF2）控制起步里程到否？若起步里程（图中设为5km）使IC9（FF2）Q端为1,Q=0，这样IC11和IC13连通，显示器显示的为起步价、单价之和的值。
图2-2 出租车计价器逻辑电路参考图
其实，本电路刚开始起动（复位）时，已经将起步价经IC10、IC14在IC15中与单价相加了一次（即加了16公里，即图中IC6的计数范围应是0～6，IC20的Q2·Q1就是实现到起步里程数的自动置数控制信号。
两位BCD码数值的相加，是通过4位二进制全加器74LS83进行的，两位相加若超过9，
需进行加6运算，使之变为BCD码。图2.17.7即为二位BCD码加法器电路图。
图2 两位BCD码加法器电路图
4.复位、秒信号、候时信号
复位按钮按下后，所有计数器、寄存器清0，里程计价显示这时全为0。而当复位按钮抬起后，计价器则显示起步价数值（里程单价显示不受复位信号控制）。
候时“键”按下，IC9（FF1）的Q=1，脉冲秒信号产生，使计时电路计数。
脉冲秒信号由555定时电路产生。
第三章 详细设计
3.1 计时设计
3.1.1时设计
在这里倒计时器的设计我们采用74190的芯片来设计。74190是十进制同步可逆计数器，它具有异步并行置数功能、保持功能。74190没有专用的清零输入端，但可以借助Q0、Q1、Q2、Q3的输出数据间接实现清零功能。
现选用两个74190芯片级联成一个45到0的倒计数器。其中作为个位数的74190芯片的CLK接上一个与门，与门再接上一个秒脉冲发生器（频率为1），使脉冲产生的频率为1的脉冲能够输入并输出。这时输入端为高电频。74190芯片是十进制的芯片，所以只会从0-9计数。而脉冲与CLK断相连，故芯片减法计数。十位数74190芯片上的ROC端和PL端相连，实现反馈，使得十位数到5清零。再把个位数74190芯片的输出端的ROC与十位数74090芯片的CLK接上 ，当个位数的输出数为0时，向十位数借位，个位数重置为9，十位数减一位。然后分别把个位数和十位数74190芯片上的Q0,Q1，Q2，Q3分别接到显示器上，即实现45秒的倒计时功能。
图3-1 74LS190引脚图
3.1.2 计时间转换成价格电路设计
在这里倒计时器的设计我们同样采用74190的芯片来设计。现选用两个74190芯片级联成一个25到0的倒计数器。其中作为个位数的74190芯片的CLK
接上一个与门，
与门再接上一个秒脉冲发生器（频率为1），使脉冲产生的频率为1的脉冲能够输入并输出。这时输入端为高电频。74190芯片是十进制的芯片，所以只会从0-9计数。而脉冲与CLK断相连，故芯片减法计数。十位数74190芯片上的ROC端和PL端相连，实现反馈，使得十位数到5清零。再把个位数74190芯片的输出端的ROC与十位数74090芯片的CLK接上 ，当个位数的输出数为0时，向十位数借位，个位数重置为9，十位数减一位。然后分别把个位数和十位数74190芯片上的Q5，Q6，Q7，Q8分别接到显示器上，即实现25秒的倒计时功能。
3.1.3 判断电路是否超市设计
现选用一个74190芯片级联成一个5到0的倒计数器。74190芯片是十进制的芯片，所以只会从0-9计数。而脉冲与CLK断相连，故芯片减法计数。十位数74190芯片上的ROC端和PL端相连，实现反馈，使得个位数到5清零。然后分别把个位数的74190芯片上的Q9，Q10，分别接到显示器上，即实现45秒的倒计时功能。
3.2 触发器介绍
3.2.1 RS触发器的介绍
基本的RS触发器的功能有：
（1） 基本RS触发器具有置位、复位和保持（记忆）的功能；
（2） 基本RS触发器的触发信号是低电平有效，属于电平触发方式；
（3） 基本RS触发器存在约束条件（R+S=1），由于两个与非门的延迟时间无法确
定；当R=S=0时，将导致下一状态的不确定；
（4） 当输入信号发生变化时，输出即刻就会发生相应的变化，即抗干扰性能较差。 基本RS触发器的触发翻转过程直接由输入信号控制 ，而实际上，常常要求系统中的各触发器在规定的时刻按各自输入信号所决定的状态同步触发翻转，这个时刻可由外加的时钟脉冲CP来决定，这就是我们所用的同步RS触发器同步RS触发器具有的功能为:
（1） 同步RS触发器具有置位、复位和保持（记忆）功能；
（2） 同步RS触发器的触发信号是高电平有效，属于电平触发方式；
（3） 同步RS触发器存在约束条件，即当R=S=1时将导致下一状态的不确定；
（4） 触发器的触发翻转被控制在一个时间间隔内，在此间隔以外的时间内，其状
态保持不变。
图3-2 RS触发器
3.2.2 JK触发器的介绍
JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能，在各类集成触发器中，JK触发器的功能最为齐全。在实际应用中，它不仅有很强的通用性，而且能灵活地转换其他类型的触发器。
图3-3 JK触发器
3.3 出租车计费器设计
3.3.1计价器的设计
该电路由两部分组成。一是里程计价：在起价公里以内（如5公里内），按起步价算；若超过起价公里，则每走一公里，计价器则加上每公里的单价款。二是等候计价；汽车运行时，自动关断计时等待，而当要等候计数时，需要手动按动“等候”计费开关，进行计时，时间到（如10分钟），则输出1公里的脉冲。相当于里程增加1公里，数字显示均为十进制数，因此，加法也要以BCD码相加。
一位BCD码相加的电路如图2.17.4所示，当二位二进制BCD码数字相加超过数值9时，有进位输出。
3.3.2 里程计数器的具体设计
在出租车转轴上加装传感器，以便获得“行驶里程信号”。设汽车每走10米发一个脉冲，到1公里时，发100个脉冲，所以对里程计数要设计一个模100计数器，如图3-1程的计数显示，则用十进制、译码显示即可，见图3-4。计数器采用74LS290，显示可用译码、驱动、显示三合一器件CL002或共阴、共阳显示组件（74LS248、LC5011-11或74LS247、LA5011-11）。
图3-4模100计数器
图3-5计数、译码、显示
3.3.3 出租车状态转换的设计
当出租车在行驶时停车，此时里程计数器保存数值，同时启动计时计数器。设置的起价公里数到时，使触发器翻转。图2.17.5中为5公里时触发器动作。
3.秒信号发生器及等待计时电路
秒信号可用32768Hz石英晶振经CD4060分频后获得。简易的可用555定时器近似获得。
候时计数器每10分钟输出一个脉冲。个位秒计数器为60进制，分计数器为十进制，这样就组成了600进制计数器。
4.清零复位
清零复位后，要使各计数均清0，显示器中仅有单价和起步价显示外，其余均显示为0。
汽车启动后，里程显示开始计数。当汽车等候时，等候时间开始显示。运行计数和等候计数二者不同时计数工作。
3.3.4 出租车控制电路的设计
起步价由预置开关设置，开关的输出为BCD码，四位并行输入，通过三态门IC10、IC12
（74LS244）显示器显示。基本起步价所行驶的里程到达后，按每行驶1公里的单价进行计价。由控制触发器IC9（FF2）控制起步里程到否？若起步里程（图中设为5km）使IC9（FF2）Q端为1,Q=0，这样IC11和IC13连通，显示器显示的为起步价、单价之和的值。
。
图 3-4 出租车计费器
3.4 芯片的介绍
3.4.1 74LS190芯片介绍
74LS190为常用的任意进制计数器。它含有异步置零端，它得到有效的信号，使计数器立即复位S0，适用于有异步置零输入端，SM仅是短暂的过渡状态。
3.4.2 0-9进制倒计时变换
用6进制为例：
6转换为六进制为0110，故D3D0接低电平，D2D1接高电平。减法时钟端接脉冲信号，置位端与借位输出端相连即完成了6进制的倒计时功能。
3.5 总电路设计
里程传感器：采集车速信号,(也可以自己做车速传感器,采用霍尔效应做)，车速信号为脉冲信号,采集脉冲信号的频率就可以得到车速，可以用到芯片的定时器捕获。
如果车速大于一定的值，采用公里数计算价格,如果车速小于这个值,就可以用时间计算。
计算公里数：应用芯片计算其公里数。
计算时间：用到芯片定时器确定时间，或者用RTC中断采集到更精确的时间。 显示：用数码管或液晶显示公里数，时间，以及价格，可以用芯片驱动数码管或者用芯片驱动液晶
空车牌来提供计价器计价的信号。
打印机：打印机来打印所需要的票据，通过排线连接计价器主机。
第四章 设计结果及分析
4.1 出租车计价器系统的设计结果
如下图4.1所示，用两个74190芯片级联成一个从99到0的倒计数器。其中作为个位数的74190芯片的CLK接上一个与门，与门再接上一个秒脉冲发生器（频率为1），使脉冲产生的频率为1的脉冲能够输入并输出。这时输入端为高电频。74190芯片是十进制的芯片，所以只会从0-9计数。而脉冲与CLK断相连，故芯片减法计数。十位数74190芯片上的ROC端和PL端相连，实现反馈，使得十位数到5清零。再把个位数74190芯片的输出端的ROC与十位数74090芯片的CLK接上 ，当个位数的输出数为0时，向十位数借位，个位数重置为9，十位数减一位。然后分别把个位数和十位数74190芯片上的Q1，Q2，Q3，Q4分别接到显示器上，即实现45秒的倒计时功能。
交通灯转换功能我们采用两个74190芯片，两个与门，两个非门，一个RS触发器来组成整个电路。当按下开关时，使输入信号在RS触发器中实现翻转，使得输入到倒计时部分与门中的信号“1”（高电频）在RS触发器中实现翻转变为“0”（低电频），从而使倒计时部分不工作。而黄灯部分与门中的原来的信号“0”（低电频）在RS触发器中实现翻转变为“1”（高电频），从而绿灯部分的计时器工作，而当转换器达到45秒，即部分的计数变为“00”时，黄灯的计数器会发出一个复位信号，复位信号传到RS触发器中再次翻转，使得黄灯部分的输入信号变为“0”（低电频），于是黄灯部分的电路停止工作；而原来红灯计时器中的信号则变为“1”（高电频），从而计时器接着工作，继续计时。
倒计时计数器向信号灯转换器提供定两个定时信号来实现信号灯的转换，这两个定时信号由两个与门来分别提供。其中一个信号是用来实现红灯和绿灯之间的转换，一个是用来实现红灯和黄灯，绿灯和黄灯之间的转换。与门和倒计时之间的连接方法为：把个位计数器的输出端 Q0,Q1,Q2,Q3和6个非门相接，再与2个与门相接构成如图的U12：B，U10：A，U12：B，U10：A，都表示的是个位数字的信号；再把十位计数器的输出端Q0,Q1,Q2,Q3和4个非门相接，再与一个与门相接，构成如图所示的U12：A，U12：A表示的是十位。
由以上分析即可知交通灯控制的工作原理。
图4-1 出租车计价器
4.2 总体的设计结果
4.2.1 正常计时的设计结果
接好电路图，个位数的74190芯片的CLK接上一个与门，与门再接上一个秒脉冲发生器（频率为1），使脉冲产生的频率为1的脉冲能够输入并输出。这时输入端为高电频，实现45秒的倒计时功能，U12A和U12B中都为低电频则U23中也为低电频，U10A中为高电频，则U16中的信号变成低电频，高低电频信号经过JK触发器到达U19、U20、U17最后控制南北方向的绿灯闪烁，红灯和黄灯不闪烁，东西方向的红灯闪烁绿灯不闪烁。
4.2.2 倒数5秒黄灯的闪烁设计结果
按照图正确连线，实现倒计时功能，等到倒数5秒时，即当U12：A的输入信号为0，
U10：A的输入信号为5时，则会向U16传送一个计数器为05的高电频信号。这个05的高电频信号则会道通JK触发器中的脉冲，使得经过U14B后变成低电频信号，这个低电频信号传到U19最后控制绿灯使绿灯不亮，而控制红灯的信号从U20传入也为低电频，因此红灯也不亮 。但是从U19传出来的信号继续传到异或门U22A和非门U21B中变成高电频，再传到U17中，最后传到东西南北使四个方向的黄灯亮。从而达到控制黄灯闪烁的目的。
4.2.2 红黄灯转换之后的设计结果
当倒数5秒过后，计数器重新开始计数，即当U12：A的输入信号为0，U12：B的输入信号也为0时，则会向U16传送一个计数器为00的信号。 使U16中的信号变成低电频，而U16和U23中的信号发生改变，高低电频信号经过JK触发器到达U19、U17、U20最后使得红绿灯转换闪烁，黄灯停止闪烁。
图4-2 实验结果图
总 结
开始拿到综合设计的题目的时候，还不知道怎么去做，因为自己对这门课一般设计不是很会，对芯片的功能也都不是很清楚，所以当时感到压力很大，然后我就把教材在讲解设计方面知识的地方多看了几遍，增强了自己对芯片功能了解，当我再次看到实验指导书时，我感觉这实验也许没有我之前想象的那么难。根据实验指导书上的要求，这次设计出来的电路主要有十字路口交通灯的功能，当我仔细再次看实验指导书后，明白了人工可干预功能是在实际生活中很实用的一个功能。
下面是我在实验中遇到的一些问题以及解决的方法：
1、了解的芯片不多，无法让电路达到想象的功能。这时我通过预想电路要达到的效果在网上查找满足条件的芯片资料。
2、黄灯闪烁一直是这次实验困扰我最大的问题，因为这个电路中黄灯要在红绿灯变化时闪烁5下，最开始的时候我就用的74190芯片去控制交通灯闪烁电路，但黄灯只能闪烁一下，黄灯亮起的时候红绿灯并没熄灭，显然这块芯片不能达到预想的效果，后来我又用了几块不同的芯片，但依旧不能达到想要的效果。我继续查找资料，看到了7485芯片，它是一个比较器，可以控制当倒计时计数器输出信号小于0000 0110时，黄灯闪烁，最后黄灯闪烁的问题终于解决了。
3、由于此次设计电路较多，由于自己的不仔细，经常将线接错地方，导致电路不能正常工作，我以为是设计思路不对，又去想其他的方法，后来和同学交流时发现他们的思路和我差不多，他们都能做出来，但我不能，我仔细检查后才明白是我连线的问题，由于不细心导致了很多不必要的麻烦。
通过这次实验，加强了我动脑和独立解决问题的能力，现在设计做好了，花了很多时间，但是自我感觉还是比较满意的，我的电路比较简洁，用的元器件并不是很多，连线也不是很复杂，在别人看来也是比较容易看懂的。
致 谢 这次可人工干预交通灯控制的课程设计是在徐诚老师的精心指导下，和班上其他同学的共同交流下才得以顺利完成。在我的设计选题、设计的过程中以及撰写论文的过程中徐老师始终严格要求着我们，同时及时给我指导和批评指正，徐老师学识渊博。治学谨慎、思维敏捷。通过这次的课程设计使我更加体会到了老师的良苦用心，知道了老师的辛苦，也坚信了我以后更加努力的学习。
同时还要感谢学校能够给我们提供这么好的设备让我们做课程设计，如果没有学校各方面的支持，我们是不可能这么顺利的完成我们的设计的。
最后还要感谢在设计过程中给予我帮助的同学们当我不知道如何继续设计下去的时候，是你们给了我启示；当我有问题不懂的时候，是你们给我耐心的讲解。在我们的相互交流下，我们都顺利的完成了设计。在交流的过程中我们都取得了进步。最终电路设计出来了，非常感谢在此过程中帮助过我的每一个人。在写论文的时候，得到了很多同学宝贵的建议，同时也得到了他们的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。希望我们以后共同努力，共同进步！
通过本次设计使我们自身的动手能力得到了很大的提高，使我们走出了实践的盲区，为以后的毕业设计及工作后的动手打下了坚实的基础。最后再次感谢学院为我们提供了难得的机会。再次感谢老师和同学们的帮助!
参考文献
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