基于CPLD的出租车计费器Word下载.docx

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能模拟汽车起动、停止、暂停以及加速等状态。

（3）按计动态扫描电路，将车费和路程显示出来，各有两位小数。

2、设计步骤

2.1信号输入

该模块主要实现计费功能和现场模拟功能。

计费标准为：

按行驶里程计费，起步价为5.00元，并在车行3 

km后按1.4元／km计费，当计费器达到或超过20元时，每公里加收50％的车费，车停止不计费。

并以高低脉冲模拟出租汽车启动、停止、暂停、加速按钮，具有输入信号的作用。

2.2 

数据转换

数据转换模块是一个模为10的加法计数器，可将计费模块输出的车费和路程转换成4位的十进制数。

2.3数据显示

显示模块是由七段LED数码管译码和动态扫描显示两部分组成。

采用的是共阴极七段数码管，根据十六进制数和七段显示段码表的对应关系，其中要求路程和车费都要用2位小数点来表示，所以须设置一个控制小数点的变量，即程序中的dp。

这段程序所示的是在数码管的第二、第六个后面显示小数点，实现了路程和车费都用2位小数点表示的功能。

数码管控制及译码显示模块将十进制的输入信号用七段数码管显示，由七段发光二极管组成数码显示器，利用字段的不同组合。

可分别显示0～9十个数字。

3、出租车计费系统的实现

3.1顶层电路设计

图1系统总体框图

3.2子模块设计

3.2.1taxi的实现

模块taxi见下图。

输入端口speedup,start,pause,stop分别为出租车计费器的加速、起动、暂停、停止按键。

实现计费功能，计费标准为：

按行驶里程计费，起步价为5.0元，并在车行3Km后按1.40元/Km计费，当计费器达到或超过20元时，每公里加收50％的车费，车停止不计费。

图2taix模块

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

entitydecoderis

port（clk20mhz:

instd_logic;

money_in:

inintegerrange0to8000;

distance_in:

scan:

outstd_logic_vector（7downto0）;

seq7:

outstd_logic_vector（6downto0）;

dp:

outstd_logic）;

end;

architectureoneofdecoderis

signalclk1khz:

std_logic;

signaldata:

std_logic_vector（3downto0）;

signalm_one,m_ten,m_hun,m_tho:

signald_one,d_ten,d_hun,d_tho:

variablenum:

integerrange0to9;

variabledis:

integerrange0to100;

variabled:

begin

ifstop='

1'

then

money_reg:

=0;

distance_reg:

dis:

num:

3.2.2decoder的实现

模块decoder见下图。

该模块把车费和路程转化为数码管可以显示的信号。

图3模块x

elsifstart='

0'

andspeedup="

10"

andpause='

andstop='

ifnum=9then

num:

distance_reg:

=distance_reg+5;

dis:

=dis+5;

elsenum:

=num+1;

endif;

elsifstart='

11"

distance_reg:

=distance_reg+1;

dis:

=dis+1;

endif;

ifdis>

=100then

d:

='

;

elsed:

ifdistance_reg>

=300then

ifmoney_reg<

2000andd='

money_reg:

=money_reg+140;

elsifmoney_reg>

=2000andd='

=money_reg+210;

endif;

money<

=money_reg;

distance<

=distance_reg;

endprocess;

3.2.3display的实现

模块display见下图。

经过该八选一模块把车费和路程显示出来。

每来一个选通地址，模块就把选到的那一位十进制输入值向后输出，同时在路程的百位和费用的十位显示小数点。

实现译码功能。

译码管片的选通信号，对输入脉冲进行计数。

图4模块display

process（clk1khz,m_one,m_ten,m_hun,m_tho,d_one,d_ten,d_hun,d_tho）

variablecnt:

std_logic_vector（2downto0）;

ifclk1khz'

eventandclk1khz='

cnt:

=cnt+1;

casecntis

when"

000"

=>

data<

=m_one;

dp<

scan<

="

00000001"

001"

=m_ten;

00000010"

010"

=m_hun;

00000100"

011"

=m_tho;

00001000"

100"

=d_one;

00010000"

101"

=d_ten;

00100000"

110"

=d_hun;

01000000"

111"

=d_tho;

10000000"

endcase;

process（data）

casedatais

when"

0000"

seq7<

1111110"

0001"

0110000"

0010"

1101101"

0011"

1111001"

0100"

0110011"

0101"

1011011"

0110"

1011111"

0111"

1110000"

1000"

1111111"

1001"

1111011"

whenothers=>

0000000"

4、系统仿真

4.1开始信号的仿真结果

输入端口speedup,start,pause,stop分别为出租车计费器的加速、起动、暂停、停止按键。

输入：

clk,start,stop,pause,speedup;

输出：

money,distance;

图5开始仿真结果

4.2加速信号仿真结果

对控制模块taxi进行仿真，观察波形可知，当启动键（start）为一个脉冲时，表示汽车已启动，车费money显示起步价为5.00元，同时路程distance随着计费脉冲开始计数，当停止键（stop）为1时，表示汽车熄火，车费money和路程distance均为0；

当暂停键（pause）为1时，车费和路程停止计数；

当档位键分别取0、1、2时路程的计数逐步加快，表示车速逐步加快。

图6系统仿真结果

5、下载调试及实验结果

程序下载完后，按下启动键，车费显示起步价为5元。

图9加速仿真结果

当路程超过3公里后每公里多加1.4元，显示为6.4元。

图10加速仿真结果

6、设计心得

我们这次课程设计的题目是出租车计费器，拿到题目我就有点小激动，因为终于可以利用自己的所学做点与实际生活相关的东西了。

首先，我复习的一下VHDL程序设计的基本语法，然后开始熟悉QuartusⅡ的相关操作。

包括模块化的编译器。

编译器包括的功能模块有分析/综合器，适配器、装配器、时序分析器、设计辅助模块、EDA网表文件生成器、编辑数据接口等。

可以通过选择StartCompilation来运行所有的编译器模块，也可以通过选择Start单独运行各个模块。

还可以通过选择CompilerTool，在CompilerTool窗口中运行该模块来启动编译器模块。

然后，我开始去图书馆找相关的图书，因为当我看了课程设计任务书之后，对于整个程序还是没有把握。

所以我希望能够找到相关的程序进行验证，然后修改以符合自己的课程设计的要求。

功夫不负有心人，我在图书馆借的几本书中就有和我们课题类似的程序模块。

所以，我就将书中的程序在QuartusII中运行了一遍。

可是，过程并没有我们想象的那么顺利。

我们发现加速功能无法实现，一旦开启加速，数码管就会出现乱码。

经过对源代码的一番修改，我们的乱码现象有了一些好转。

但是，也并没有完全达到要求。

经过在实验箱中的调试，我们终于找到了解决方案，即改变输入的时钟频率。

寻找到最合适的频率，就可以让系统达到显示要求。

通过这次课程设计，我分析问题，解决问题的能力有了一定的提高。

同时，对之前所学的知识也进行了巩固。

更重要的是，我发现之前学的很多基础知识是有用的。

一旦开始进行工程实践，这些知识将会发挥巨大的作用。

所以，我决定在今后的学习过程中重视基础知识的学习，在增强理论基础的同时，再动手进行工程实践。

同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。

老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；

这次设计的每个细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。

谢谢您！

！

参考文献

1.陈大钦主编，电子技术基础实验，高等教育出版社。

2.彭介华主编，电子技术课程设计指导，高等教育出版社。

3.张原编著，可编程逻辑器件设计及应用，机械工业出版社。

4.荀殿栋，徐志军编著，数字电路设计实用手册，电子工业出版社。

5.QUARTUSII入门

6.刘洪喜，陆颖编著.VHDL电路设计实用教程清华大学出版社。

电气信息学院课程设计评分标准

环节

项目

评价

优

良

中

及格

不及格

实践环节（70%）

1、设计方案合理性与创造性

2、编程完成情况

3、电路模块仿真调试结果*

4、硬件测试过程及结果*

5、解决问题能力及答辩情况

6、纪律和出勤情况

设计报告（30%）

1、设计报告内容完整、规范

2、设计步骤规范、正确

3、仿真调试结果正确、波形清晰

4、硬件测试过程规范、结果正确

综合评价

课程设计成绩评定为：

□优□良□中□及格□不及格

指导老师签名：

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日期：