(整理)出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)0001

1、東北石油大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 課 程EDA_技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 院 系電子科學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級(jí)電子信息工程 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 2011年3月11日 東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 課程 EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題目出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 專業(yè)姓名學(xué)號(hào) 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等 主要內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一個(gè)最大量程為99.99元的出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)， 計(jì)費(fèi)器具有行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、等候時(shí)間計(jì)費(fèi)及起價(jià)三部 分功能，并用數(shù)碼管顯示車費(fèi)的數(shù)目。 基本要求： 1、設(shè)計(jì)一個(gè)出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器，具有行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、等候時(shí)間計(jì)費(fèi)、及起價(jià)三部分，用四位數(shù)碼管 顯示總金額，最大值為 99.99元； 2、 行車?yán)锍?/p>

2、單價(jià)1元/公里，等候時(shí)間單價(jià)0.5元/10分鐘，起價(jià)3元（3公里起價(jià)）均能通過(guò)人工輸入。 3、行車?yán)锍痰挠?jì)費(fèi)電路將汽車行駛的里程數(shù)轉(zhuǎn)換成與之成正比的脈沖數(shù)，然后由計(jì)數(shù)譯碼電路轉(zhuǎn)換 成收費(fèi)金額，實(shí)驗(yàn)中以一個(gè)脈沖模擬汽車前進(jìn)十米，則每100個(gè)脈沖表示1公里，然后用BCD碼比例乘法器 將里程脈沖乘以每公里單價(jià)的比例系數(shù)，比例系數(shù)可由開(kāi)關(guān)預(yù)置。例如單價(jià)是1.0元/公里，則脈沖當(dāng)量為 0.01元/脈沖。 4、用LED顯示行駛公里數(shù)，兩個(gè)數(shù)碼管顯示收費(fèi)金額。 主要參考資料： 1 潘松著.EDA技術(shù)實(shí)用教程（第二版）.北京：科學(xué)出版社,2005. 2 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分.北京：高教出版社,2

3、006. 3 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高教出版社,2003. 完成期限 2011.3.11 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 2011年3月11日 、總體設(shè)計(jì)思想 1.基本原理 本次設(shè)計(jì)首先在 Quartus H環(huán)境中對(duì)出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器的各個(gè)部分利用 VHDL這一硬件描述語(yǔ)言予以設(shè)計(jì)，生成模塊。而整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分就在分頻/ 計(jì)量模塊，該模塊完成的功能主要包括計(jì)費(fèi)脈沖的產(chǎn)生，等待計(jì)時(shí)、計(jì)價(jià)、計(jì) 程功能。隨后運(yùn)用Quartus H中的仿真功能對(duì)其予以仿真，從仿真的結(jié)果中分析 程序的正確性。待所有模塊的功能正確之后，運(yùn)用原理圖搭建頂層電路并進(jìn)行 整體仿真直至達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求，最后再在實(shí)驗(yàn)箱上檢驗(yàn)設(shè)

4、計(jì)的正確與否。 基于CPLD勺出租車計(jì)費(fèi)器的組成如下圖所示。各部分主要功能包括：信號(hào) 輸入模塊對(duì)車輪傳感器傳送的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) （每轉(zhuǎn)一圈送一個(gè)脈沖），并以 高低脈沖模擬出租汽車啟動(dòng)、停止、暫停、加速按鈕，具有輸入信號(hào)作用；數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換模塊將計(jì)費(fèi)模塊輸出的車費(fèi)和路程轉(zhuǎn)換成4位的十進(jìn)制數(shù)據(jù)；譯碼/動(dòng) 態(tài)掃描模塊將路程與費(fèi)用的數(shù)值譯碼后用動(dòng)態(tài)掃描的方式驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管；數(shù)碼管 顯示模塊將公里數(shù)和計(jì)費(fèi)金額均用 4位LED數(shù)碼管顯示（2位整數(shù)，2位小數(shù)）。 2設(shè)計(jì)框圖 上電寫入程序，后由 RST（清零）信號(hào)置低電平開(kāi)始。分別控制計(jì)時(shí)和計(jì)程 EN開(kāi)始或停止計(jì)費(fèi)。計(jì)程和計(jì)費(fèi)中每 km或分鐘發(fā)一次脈沖給計(jì)費(fèi)模塊。

5、這三 個(gè)模塊的數(shù)據(jù)處理信息通過(guò)總線輸送到顯示模塊。進(jìn)行譯碼。譯碼輸出位選和 七段數(shù)碼管顯示信息。由外圍電路：74IS138和八位七段數(shù)碼管顯示。前 3位金 額后四位為里程和計(jì)時(shí)。中間一位為 F,實(shí)際可以使用特殊的數(shù)碼管顯示元。 里程單價(jià) _ BCD碼比 例乘法器 BCD碼比 例乘法器 脈沖數(shù)求和 脈沖電路 出租車計(jì)費(fèi)器框圖 等車單價(jià) 二、設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過(guò)程 1、總體設(shè)計(jì)電路 計(jì)程模塊是2個(gè)100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，輸入的每10米一次脈沖經(jīng)一次100進(jìn)制 計(jì)數(shù)獲得每km次的脈沖，由100進(jìn)制計(jì)數(shù)輸出為2個(gè)4位2進(jìn)制BCD碼。接 顯示模塊，得到計(jì)程（0-99km）。 計(jì)時(shí)部分：計(jì)算乘客的等待累計(jì)時(shí)間。等候

6、時(shí)間計(jì)費(fèi)需將等候時(shí)間轉(zhuǎn)換成 脈沖個(gè)數(shù)，用每個(gè)脈沖表示的金額與脈沖數(shù)相乘即得計(jì)費(fèi)數(shù)，例如100個(gè)脈沖 表示10分鐘，而10分鐘收費(fèi)0。5元，則脈沖當(dāng)量為0。05元/脈沖，如果將 脈沖當(dāng)量設(shè)置成與行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)相同（0。01元/脈沖），則10分鐘內(nèi)的脈沖數(shù) 應(yīng)為500個(gè)。 計(jì)程部分：計(jì)算乘客所行駛的公里數(shù)。計(jì)程器的量程為99km滿量程后自 動(dòng)歸零。 顯示模塊輸入計(jì)費(fèi)、計(jì)時(shí)，計(jì)程數(shù)據(jù)總線通過(guò)掃描脈沖選擇一個(gè)BCD碼進(jìn) 行譯碼，每掃描一次進(jìn)行一位顯示。所以掃描脈沖適當(dāng)取高一點(diǎn)?？紤]視覺(jué)暫 留25幀乘8得200Hz以上為好。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中使用了 5859HN 其他RST言號(hào)，每10米，1Hz, 74ls38三

7、位八線選擇器，八位七段數(shù)碼管 由外圍設(shè)備和電路提供。 .3 X fi.li- JJl k Jfiw rbjrL Li3 p*n!:x Par-xiiT JmIi |axdM i-lp U 3 C31 鼻 trsw 匸洛| cns i CHMO CHin(i CHMQ2： 匚H1D(3 CH11LD. CHMlFl： EHU. CU1D： CH12(0 L：n*22： CHA2D3 CHWW： W I CHi3(Z CHUC： 匚LI ztf r.v EHI IC EHH5 F_L:Wl FTf RO： I ni： i ETJ：J ro：i t I BEJ m i* I*-1 d=i 3=1 a

8、l1 JZZI 2、模塊設(shè)計(jì)和相應(yīng)模塊程序 2.1計(jì)數(shù)器原理： 通過(guò)分別設(shè)計(jì)計(jì)程計(jì)費(fèi)計(jì)時(shí)模塊完成各自功能。 2.2計(jì)程模塊原理 使用4位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器封裝成為8位一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器。對(duì)于外部每10米的 里程脈沖，經(jīng)計(jì)數(shù)可以每km輸出進(jìn)位脈沖一次。再用一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行 計(jì)數(shù)。通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)輸出信號(hào)的譯碼可以得到里程顯示。 2.3計(jì)時(shí)模塊原理 使用1Hz的外部脈沖信號(hào)，使用5位60進(jìn)制計(jì)數(shù)器?？梢缘玫矫糠昼娨淮?的脈沖輸出。再使用一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)輸出信號(hào)的譯 碼可以得到時(shí)間顯示。 2.4計(jì)費(fèi)模塊原理 計(jì)費(fèi)模塊是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵模塊，也是最難的模塊。邏輯復(fù)雜，要求多。 使用前兩模塊中的

9、分鐘信號(hào)作為時(shí)間輸入，千米信號(hào)作為路程輸入。使用2 個(gè)特殊編寫的10進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)間和里程計(jì)數(shù)。并且在里程計(jì)數(shù)設(shè)置ENT輸 出，在計(jì)費(fèi)小于3元是鉗制角金額輸出為零。但是角計(jì)費(fèi)照常只是不顯示。在 金額超過(guò)3元時(shí)顯示。再使用一十進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行十元計(jì)數(shù)。 2.5顯示模塊原理 通過(guò)使用74IS138和七段數(shù)碼管進(jìn)行顯示和顯示位選擇。這要求輸出使用3 位輸出為位選，對(duì)其譯碼得到數(shù)碼管地址，7位數(shù)據(jù)在相應(yīng)數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的 數(shù)據(jù)。 2.6綜合 通過(guò)VHDL和原理圖的混合設(shè)計(jì)完成對(duì)各模塊的編寫，連接。時(shí)間. LIBRAR Y IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IE

10、EE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY TAXI IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC; START:IN STD_LOGIC; STOP:IN STD_LOGIC; FIN:IN STD_LOGIC; CHA3,CHA2,CHA1,CHA0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); KM1,KM0:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); MIN1,MIN0:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); END TAX

11、I; ARCHITECTURE BEHAVE OF TAXI IS SIGNAL Q_1:INTEGER RANGE 0 TO 99; SIGNAL W:INTEGER RANGE 0 TO 59; SIGNAL C3,C2,C1,CO:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL K1,K0 :STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL M1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL M0:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL TEMP0,TEMP1 :STD_LOG

12、IC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL F_1:STD_LOGIC; SIGNAL EN0,EN1:STD_LOGIC; BEGIN FEIPIN:PROCESS(CLK,START) BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF START=0 THEN F_1=0; Q_1=0; ELSE IF Q_1=99 THEN Q_1=0; F_1=1; ELSE Q_1=Q_1 + 1; F_1=0; END IF; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(FIN) BEGIN IF FINEVENT AND FIN

13、=1 THEN IF START =0 THEN K1二0000; K0二0000; ELSIF STOP =0 THEN IF K0=1001 THEN K0=0000; IF K仁1001 THEN K1=0000; ELSE K1=K1 + 1; END IF; ELSE K0=K0+1; END IF; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(F_1) BEGIN IF F_1EVENT AND F_1=1 THEN W=0; IF START =0 THEN M1二0000; MOv二0000; ELSIF STOP =1 THEN IF W=59

14、THEN W=0; IF M0二1001 THEN M0=0000; IF M仁0101 THEN M1=0000; ELSE M1=M1 + 1; END IF; ELSE M0=M0+1; END IF; ELSE W=W+1; END IF; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(CLK) BEGIN EN0=0; IF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF START =0 THEN EN1=0： ELSIF STOP =0 THEN EN000000011 THEN EN0=1; ELSE EN0=0： END IF; ELSIF

15、STOP =1 THEN EN000000010 THEN EN1=1; ELSE EN1=0; END IF; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(CLK,START) VARIABLE C13,C15:INTEGER; BEGIN IF START=0 THEN C3=0000; C2=0000; C1=0101; C0二0000; C13:=0; C15:=0; TEMP0=0000;TEMP1=0000; ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF (EN0=1) THEN IF (C1313) THEN C13:=C13+1

16、; IF (C13=1) THEN TEMPOv二KO; END IF; IF CO二1001 THEN C0=0000; IF C1=1001 THEN C1=0000; IF C2=1001 THEN C2=0000; IF C3=1001 THEN C3=0000; ELSE C3=C3+1; END IF; ELSE C2=C2+1; END IF; ELSE C1=C1 + 1; END IF; ELSE C0=C0+1; END IF; ELSIF(K0/=TEMP0) THEN C13:=0; END IF; ELSIF(EN仁1) THEN IF(C1515) THEN C15

17、:=C15+1; IF(C15=1) THEN TEMPIv二MO; END IF; IF C0=1001 THEN C0=0000; IF 6= 1001 THEN C1=0000; IF C2二1001 THEN C2=0000; IF C3二1001 THEN C3=0000; ELSE C3=C3+1; END IF; ELSE C2=C2+1; END IF; ELSE C1=C1 + 1; END IF; ELSE C0=C0+1; END IF; ELSIF(MO/二TEMPI) THEN C15:=0; END IF; END IF; END IF; END PROCESS;

18、PROCESS(F_1) BEGIN IF F_1 EVENT AND F_1=1 THEN IF START =0 THEN MIN1二0000; MINOv二0000; KM1二0000; KM0=0000; CHA3=0000;CHA2v=0000;CHA1v=0000;CHA0=0000; ELSE MIN1=M1;MIN0=M0; KM1=K1;KM0=K0; CHA3=C3;CHA2=C2;CHA1v=C1;CHA0v=C0; END IF; END IF; END PROCESS; END BEHAVE; 3、仿真及仿真結(jié)果分析 tf. QUJtJlliiJE 11 - C：/D

19、ii：iu.uii1 Hiid1. Ijmfs/iIiLb g Hi st rat ti e/A W/TJi/TAJC 1/TAJI - TAX I - （VataE*. ?vf v ass 10 III. Idkl Klt 3.13 piMnia :FEVEHijic IhIi iaiudw Hjrlp -5 x ia d Ki d R ;? pwfl工 H Z啡憐 t | -H.W u Slr L ErJ 1.0 v g o F* E3L 2） S L ESH2J B D rzi iii wi R nrtirt -” o 17 ffT5 u J 評(píng)冋世何阿網(wǎng)瓦網(wǎng)網(wǎng)阿網(wǎng)阿網(wǎng)：n）闢則冋邁阿阿

20、 【MQ ）；dn xIJJJO ）： nL ）： OlOO X口1 忸工0L16 ）； OHL ）； ML X MM ）； C|L ）； l.m X 3LOL ）； 3L10 ） 3I3L :!;0000 ）；diL ）；dC10 ）；00L _|1 11 11 11_ 11 11 11 11 111_ 1|IIJlU ll1J L _J - n WDJ OWIIJ EIDX 003 LJ 01 RI OLDtJ OLIDI DL1LJ30（DI LOOL 呻| i ii 1 j Emninc Qxv lua II JJL imr t, TvcIiMlaxy Vip Vs Brar Trip

21、r icanar C&ms白 tUBrdMJE.rpgi TiT q TAll -MtXi Qqu* （US H XTL Vltie t. TtiiAilc-xy Vw Ti sstS1 Tt9tiE41D vrarl. D BtfuLu Spuiir! /. TrtiLcaaiatj ； Ocfi/S # MfFl 仿真圖 Q-ii ht 1 ilk JT C:/Iiiii=m.Hvi1 sr MBirl S-h ! 1 i n r：-/Alia a n i x E ml iie/ JH, p|/T5/TA.R T/ TAR T fi.li- JJl k Jfiw rbjrL 1.13 p*

22、n!:x Par-xiiT JmIi |axdM i-lp Q 3 Int iIt 點(diǎn)軸 nXLE EFIICMmZiqiT i-蟲(chóng) TI 380 CE 二 M! La at 叵 tAil + Xriituir-ax r* i flu + Hi-Lx :i TAXT Tiri:ihn口 ii花y 亠si h- TtcbiwlicrViwtt- frtriC4-Ex 打 Inf-j 0Ba-nni3-CBHii3-csna3-raBa3-CBH-nna3-nHa3-CBHi3-aHi3-CBHa-BHi3-CBHa3-cs E A d EkAiiLM OlwlQi l UL *L*rtF Tte

23、txMlicr Mir*w TtfttFiCtisitf -V Inf-3 Ccaam臼 |UHIXT_rp TAU c TAII - rtlli 回扣 luf-? Oqu* lUi U JiTL Sl-wie A. Tdnlc-xy Hlw TiD rTrl. n r r R i Bl OKPS B|3 Um ii - c：y 4、實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果 由仿真圖可知，該程序可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)書(shū)中所要求的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的功能，包括 行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)、等候時(shí)間計(jì)費(fèi)及起價(jià)三部分，并通過(guò)加法器計(jì)算出總費(fèi)用。 三、結(jié)論及心得體會(huì) 這次的課程設(shè)計(jì)令我收獲頗豐。設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容就是QuartusH環(huán)境中，利 用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)出基于CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中首先對(duì) 數(shù)字電路這門課程有了更深的了解，因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)本身要求將以前所學(xué)的理論 知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的電路設(shè)計(jì)當(dāng)中去，在電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)形中便加深了對(duì) 數(shù)字電路的了解及運(yùn)用能