《EDA技術(shù)》課程設計-基于VHDL的出租車計價器的設計.doc

目錄一概述.1二總體設計.22.1設計要求.22.2設計思路.22.3設計流程圖.2三系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析.4仿真波形圖分析.4四總結(jié)及體會.7參考文獻.8附錄（程序源代碼）.9EDA技術(shù)課程設計-1-一概述隨著我國國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的增加以及人民生活水平的提高，各大中小城市的出租車營運事業(yè)發(fā)展迅速，出租車已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂羞x擇較為普通的交通工具。出租車計價器是出租車營運收費的專用智能化儀表，是使出租車市場規(guī)范化、標準化的重要設備。一種功能完備，簡單易用，計量準確的出租車計價器是加強出租車行業(yè)管理，提高服務質(zhì)量的必需品。本設計采用VHDL硬件描述語言作為設計手段，采用自頂向下的設計思路，得到一種出租車計價系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，通過Quartus軟件下進行仿真，證明所設計的電路系統(tǒng)完成了出租車計價的功能，各項指標符合設計要求。該設計雖然功能簡單，智能化水平比較低，但仍具有一定的實用性。該設計是在VHDL的基礎上對出租車計價器進行設計來實現(xiàn)其基本功能的，與以往的基于單片機的數(shù)?；旌想娐废啾龋現(xiàn)PGA具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、電路實現(xiàn)簡單、程序簡單等優(yōu)點，且非常適合做為出租車計價器的控制核心，所以選擇用VHDL來對計價器進行設計來實現(xiàn)其功能。出租車計價器的實現(xiàn)將大大改善人們出行時因為討價還價而帶來的煩惱，從而使人們的心情比較愉悅。本設計是對出租車計價器的四個模塊進行分析的，綜述如下：分頻模塊：分頻模塊是其它模塊的基礎，輸入時鐘選為32Hz，分頻后的時鐘頻率為1Hz,為后續(xù)模塊提供基本時鐘。等待時間模塊：該模塊針對乘客確認下車前的等待而言，比如堵車、中途下車的情況，通過1Hz脈沖計數(shù)，每一分鐘計時加一，最大計時時間顯示為99分鐘。路程模塊：該模塊是對車輛行駛路程進行計數(shù)，以1Hz時鐘為基礎，檢測行程脈沖，路程模塊中有內(nèi)部變量來判斷路程，當大于3公里、20公里時，分別有相應的使能信號對此作出記錄，最大路程顯示為99公里。計費模塊：該模塊是基于等待時間模塊和路程模塊對費用進行控制的。通過內(nèi)部使能信號分別計算3公里以內(nèi)、3-20公里以及20公里以后的費用。本設計是基于VHDL進行編程，然后在Quartus進行波形仿真，實現(xiàn)出租車計價器的基本功能。EDA技術(shù)課程設計-2-二總體設計2.1設計要求（1）起步價為8.00元，起步公里為3公里；（2）超過3公里，每公里按1元收費；（3）單程行駛里程超過20公里，每公里租價加收50%；（4）等候時間超過1分鐘，每分鐘按這公里的租價計算。要求顯示里程、計費及等候時間。乘客上車后，按下啟動鍵開始計費。若非往返，按下單程鍵，計費顯示三位整數(shù)、一位小數(shù)。2.2設計思路輸入2個時鐘信號，分別模擬時間和路程。對等待時間、路程計數(shù)，進而統(tǒng)計費用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：上圖中，計數(shù)器1對分頻后的1Hz脈沖計數(shù)，計數(shù)60次，計數(shù)器加1，對應等待時間，計數(shù)器2對車速脈沖計數(shù)，其上升沿到來計數(shù)加1，對應里程。2.3設計流程圖時鐘基礎時鐘計數(shù)器1等待時間車速時鐘計數(shù)器2里程計費分頻顯示圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖EDA技術(shù)課程設計-3-乘客上車后，按下啟動按鈕，計價器開始工作，首先進入初始化狀態(tài)，即計程從0開始，計費從8開始。再根據(jù)單程信號判斷是否為單程，進而確定計費方式。單程：里程計數(shù)器開始計數(shù)，當路程超過3公里時，計費開始累加，按1元每公里計算，路程超過20公里時每公里1.5元。當路程超過3公里有等待時，按下等待信號，每等待1分鐘費用與當前計費方式相同。往返：每公里1元，等待計費為每分鐘1元。乘客下車后，按下復位鍵，則所有計數(shù)器進入初始狀態(tài)。開始