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《水表自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)_信息與通信_(tái)工程科技_專業(yè)資料》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)水表自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求水表口動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是根據(jù)用戶用水的情況而口動(dòng)計(jì)算，顯示用水費(fèi)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(yù)設(shè)單價(jià)而自動(dòng)算出水費(fèi)的具體數(shù)值，由數(shù)字表顯示出來(lái)清晰明了，還能自動(dòng)控制電磁閥門切斷水源。1.自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的計(jì)費(fèi)顯示用4位數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)，最大金額為99.99元。2.預(yù)設(shè)水費(fèi)單價(jià)為1.80元/噸。耍求計(jì)費(fèi)時(shí)，計(jì)費(fèi)值每計(jì)一噸就刷新一次。計(jì)費(fèi)不到一噸時(shí)則忽略不記費(fèi)。3.當(dāng)最大金額超過(guò)99.99元而無(wú)法顯示時(shí)，則計(jì)費(fèi)系統(tǒng)能夠控制電磁閥門自動(dòng)切斷水源供應(yīng)，等系
2、統(tǒng)被手動(dòng)清零后，則閥門打開(kāi)并供水。二.設(shè)計(jì)原理及框圖本系統(tǒng)采用計(jì)數(shù)器電路為主實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)?？梢韵葘⑺髁哭D(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，然后對(duì)這些脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。如圖?1的原理框圖所示水表流量計(jì)數(shù)電路每流過(guò)1噸水則輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，啟動(dòng)系統(tǒng)單價(jià)計(jì)數(shù)器輸出與單價(jià)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)。例如水費(fèi)單價(jià)是1、8元噸，則設(shè)計(jì)一個(gè)百八十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每流過(guò)一噸水則輸出180個(gè)脈沖到總費(fèi)計(jì)數(shù)器，即毎個(gè)脈沖為0.01元，總費(fèi)計(jì)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(duì)升計(jì)量就可以知道噸數(shù)）水量單價(jià)計(jì)數(shù)器水星計(jì)數(shù)器譯碼顯示圖?1水表計(jì)費(fèi)器原理框
3、圖上述方案中，如杲將水量單價(jià)計(jì)數(shù)器用比例乘法器完成，則可以得到比較簡(jiǎn)練的電路。它將水量脈沖乘以單價(jià)比例得到代數(shù)表里費(fèi)用的脈沖信號(hào)，然后對(duì)脈沖求和。如果總費(fèi)計(jì)數(shù)器采用BCD碼加法器，既利用每計(jì)滿1噸的水量信號(hào)，就能計(jì)算出用水費(fèi)用。三.各單元電路設(shè)計(jì)1.流水量測(cè)量電路設(shè)計(jì)要測(cè)定水的流量首先需要有一只精度較高的水表。因?yàn)橐粐嵥扔趇千升,所以水表每流過(guò)10升水，就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，水表每流出1噸水，則輸岀100個(gè)脈沖。此時(shí)，記費(fèi)器因累加1噸水的記費(fèi)單價(jià)，本電路設(shè)為1.80元。要實(shí)現(xiàn)每10升水輸出1個(gè)脈沖，其實(shí)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(jìn)水上=?出水水表圖?2水表電路水表每流過(guò)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(guò)一次。光線從通光孔射過(guò)，照在光敏電阻上，則光敏電阻的阻值由近似無(wú)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(guò)，光敏電阻失去光照，電阻值恢復(fù)為無(wú)限大，輸出P1又變?yōu)榈碗娖?。則完成一個(gè)輸出脈沖。這樣，水表每通過(guò)一噸水，就輸出100個(gè)脈沖。此時(shí)，記費(fèi)器應(yīng)累加一噸水的記費(fèi)單價(jià)，木電路設(shè)為1.80元。1.水量記費(fèi)電路設(shè)計(jì)在圖?3屮，流水量測(cè)量電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)
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(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿100個(gè)脈沖時(shí),一方面使計(jì)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(jìn)制計(jì)數(shù)器開(kāi)始對(duì)標(biāo)準(zhǔn)脈沖CP1計(jì)數(shù)，計(jì)滿180個(gè)脈沖后，使計(jì)數(shù)器清0,R?S觸發(fā)器復(fù)位為0,計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。在一百八十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)期間，由于Ql=l,則P2=CP1,使P2端輸出180個(gè)脈沖信號(hào)，代表每流過(guò)1噸水的費(fèi)用，即每個(gè)脈沖的計(jì)費(fèi)是0.01元，稱為脈沖當(dāng)量。電ABCdrc。EPCPLDQAQBQCQD74HC
6、163^----目ABCdrc。EP74HC163QpQA^4LDQCQD74HC163LDQAQBQCQDUL圖?3水量計(jì)費(fèi)電路為AB:RC。EP74HC163vcpLDQAQBQCQD」二「j3?計(jì)數(shù)、鎖存、顯示電路如圖-4所示，其中計(jì)數(shù)器由4位BCD碼計(jì)數(shù)器74LS160構(gòu)成，對(duì)來(lái)自水量計(jì)費(fèi)電路的脈沖P2進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)。計(jì)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(jì)數(shù)，鎖存，顯示電路計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路為使顯示數(shù)碼不閃爍，需要
7、保證計(jì)數(shù)、鎖存和計(jì)數(shù)器清零信號(hào)之間正確的時(shí)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(jiàn)，在Q1為高電平1期間，計(jì)數(shù)器對(duì)水量脈沖P2進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)完1噸脈沖則計(jì)數(shù)結(jié)束?，F(xiàn)在應(yīng)將計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)鎖存到74LS273中以便進(jìn)行譯碼顯示，鎖存信號(hào)由74LS123C1)構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)，當(dāng)Q1由1變0時(shí)啟動(dòng)單穩(wěn)電路延時(shí)而產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，這個(gè)正脈沖的持續(xù)時(shí)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(lái)。只有在數(shù)據(jù)可靠鎖存后才能清除計(jì)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(jí)單穩(wěn)電路，該單穩(wěn)電路用第一級(jí)單穩(wěn)輸出脈沖的卜?跳沿啟動(dòng)，經(jīng)延時(shí)后第二級(jí)單穩(wěn)的輸出產(chǎn)生計(jì)數(shù)器的清0信號(hào)。這樣就保證了“計(jì)數(shù)-鎖存-清零”的先后順序，保證計(jì)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(jì)數(shù)鎖存U計(jì)數(shù)「鎖存，清零信號(hào)的時(shí)序E1涪零圖
