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《水表自動計費系統(tǒng)設(shè)計_信息與通信_工程科技_專業(yè)資料》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、數(shù)字電路課程設(shè)計水表自動計費系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計任務(wù)和要求水表口動計費系統(tǒng)是根據(jù)用戶用水的情況而口動計算，顯示用水費用的數(shù)字表裝置。數(shù)字表可以根據(jù)用戶用水量的多少，以噸為單位，并由每噸水的預設(shè)單價而自動算出水費的具體數(shù)值，由數(shù)字表顯示出來清晰明了，還能自動控制電磁閥門切斷水源。1.自動計費系統(tǒng)的計費顯示用4位數(shù)碼管實現(xiàn)，最大金額為99.99元。2.預設(shè)水費單價為1.80元/噸。耍求計費時，計費值每計一噸就刷新一次。計費不到一噸時則忽略不記費。3.當最大金額超過99.99元而無法顯示時，則計費系統(tǒng)能夠控制電磁閥門自動切斷水源供應(yīng)，等系
2、統(tǒng)被手動清零后，則閥門打開并供水。二.設(shè)計原理及框圖本系統(tǒng)采用計數(shù)器電路為主實現(xiàn)自動計費?？梢韵葘⑺髁哭D(zhuǎn)換成脈沖信號，然后對這些脈沖進行計數(shù)。如圖?1的原理框圖所示水表流量計數(shù)電路每流過1噸水則輸出一個脈沖信號，啟動系統(tǒng)單價計數(shù)器輸出與單價對應(yīng)的脈沖數(shù)。例如水費單價是1、8元噸，則設(shè)計一個百八十進制計數(shù)器，每流過一噸水則輸出180個脈沖到總費計數(shù)器，即毎個脈沖為0.01元，總費計數(shù)器經(jīng)數(shù)據(jù)鎖存，譯碼顯示就可以讀取其數(shù)值了（由于1噸水=1000升,對升計量就可以知道噸數(shù)）水量單價計數(shù)器水星計數(shù)器譯碼顯示圖?1水表計費器原理框
3、圖上述方案中，如杲將水量單價計數(shù)器用比例乘法器完成，則可以得到比較簡練的電路。它將水量脈沖乘以單價比例得到代數(shù)表里費用的脈沖信號，然后對脈沖求和。如果總費計數(shù)器采用BCD碼加法器，既利用每計滿1噸的水量信號，就能計算出用水費用。三.各單元電路設(shè)計1.流水量測量電路設(shè)計要測定水的流量首先需要有一只精度較高的水表。因為一噸水等于i千升,所以水表每流過10升水，就發(fā)出一個脈沖信號，水表每流出1噸水，則輸岀100個脈沖。此時，記費器因累加1噸水的記費單價，本電路設(shè)為1.80元。要實現(xiàn)每10升水輸出1個脈沖，其實現(xiàn)方法如圖?2所示。+
4、5V光毓電阻P1轉(zhuǎn)盤發(fā)光二極管通光孔轉(zhuǎn)盤進水上=?出水水表圖?2水表電路水表每流過10升水吋，其上面的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)一圈，轉(zhuǎn)盤上的通光孔就從光敏電阻和發(fā)光二極管之間通過一次。光線從通光孔射過，照在光敏電阻上，則光敏電阻的阻值由近似無限大憐間減小，其電路輸出P1由低電平變?yōu)楦唠娖?。等通光孔傳過，光敏電阻失去光照，電阻值恢復為無限大，輸出P1又變?yōu)榈碗娖?。則完成一個輸出脈沖。這樣，水表每通過一噸水，就輸出100個脈沖。此時，記費器應(yīng)累加一噸水的記費單價，木電路設(shè)為1.80元。1.水量記費電路設(shè)計在圖?3屮，流水量測量電路產(chǎn)生的脈沖信號
5、經(jīng)施密特觸發(fā)器整形得到CPOoCP0送入由兩片74HC161構(gòu)成的一百進制計數(shù)器，當計數(shù)器計滿100個脈沖時,一方面使計數(shù)器清零，另一方面將基木R?S觸發(fā)器的Q置為1,使74HC161(3)和(4)組成的一百八十進制計數(shù)器開始對標準脈沖CP1計數(shù)，計滿180個脈沖后，使計數(shù)器清0,R?S觸發(fā)器復位為0,計數(shù)器停止計數(shù)。在一百八十進制計數(shù)器計數(shù)期間，由于Ql=l,則P2=CP1,使P2端輸出180個脈沖信號，代表每流過1噸水的費用，即每個脈沖的計費是0.01元，稱為脈沖當量。電ABCdrc。EPCPLDQAQBQCQD74HC
6、163^----目ABCdrc。EP74HC163QpQA^4LDQCQD74HC163LDQAQBQCQDUL圖?3水量計費電路為AB:RC。EP74HC163vcpLDQAQBQCQD」二「j3?計數(shù)、鎖存、顯示電路如圖-4所示，其中計數(shù)器由4位BCD碼計數(shù)器74LS160構(gòu)成，對來自水量計費電路的脈沖P2進行十進制計數(shù)。計數(shù)器所得到的狀態(tài)值送入由2片8位鎖存器74LS273構(gòu)成的鎖存屯路鎖存，然后由七段譯碼器74LS48譯碼后送到共陰數(shù)碼管顯示。Q1圖-4計數(shù)，鎖存，顯示電路計數(shù)、譯碼、顯示電路為使顯示數(shù)碼不閃爍，需要
7、保證計數(shù)、鎖存和計數(shù)器清零信號之間正確的時序關(guān)系，如圖-5所示。由圖-5的吋序結(jié)合圖-4的電路可見，在Q1為高電平1期間，計數(shù)器對水量脈沖P2進行計數(shù)，當計數(shù)完1噸脈沖則計數(shù)結(jié)束?，F(xiàn)在應(yīng)將計數(shù)器的數(shù)據(jù)鎖存到74LS273中以便進行譯碼顯示，鎖存信號由74LS123C1)構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路實現(xiàn)，當Q1由1變0時啟動單穩(wěn)電路延時而產(chǎn)生一個正脈沖，這個正脈沖的持續(xù)時間保證數(shù)據(jù)鎖存可靠。鎖存到74LS273中的數(shù)據(jù)由74LS48譯碼后，在顯示器屮顯示出來。只有在數(shù)據(jù)可靠鎖存后才能清除計數(shù)器中的數(shù)據(jù)。因此，電路中用74LS123(2)設(shè)
8、置了第二級單穩(wěn)電路，該單穩(wěn)電路用第一級單穩(wěn)輸出脈沖的卜?跳沿啟動，經(jīng)延時后第二級單穩(wěn)的輸出產(chǎn)生計數(shù)器的清0信號。這樣就保證了“計數(shù)-鎖存-清零”的先后順序，保證計數(shù)和顯示的穩(wěn)定可靠。rLn_rLn_rLrLrLn_n_Q1單穩(wěn)電路1Q單穩(wěn)電路如計數(shù)鎖存U計數(shù)「鎖存，清零信號的時序E1涪零圖
