eda课程设计--出租车计价器

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1、山东建筑大学信息与电气工程学院课程设计说明书摘要随着我国经济社会的全面发展，各大中小城市的出租车营运事业发展迅速，出租车已经成为人们日常出行选择较为普通的交通工具。出租车计价器是出租车营运收费的专用智能化仪表，是使出租车市场规范化、标准化的重要设备。一种功能完备，简单易用，计量准确的出租车计价器是加强出租车行业管理，提高服务质量的必需品。本设计采用VHDL硬件描述语言作为设计手段，采用自顶向下的设计思路，得到一种出租车计价系统的软件结构，通过QuartusⅡ软件下进行仿真，证明所设计的电路系统完成了出租车计价的功能，各项指标符合设计要求。

2、该设计虽然功能简单，智能化水平比较低，但仍具有一定的实用性。该设计是在VHDL的基础上对出租车计价器进行设计来实现其基本功能的，与以往的基于单片机的数模混合电路相比，FPGA具有稳定性好，抗干扰能力强等优点，且非常适合做为出租车计价器的控制核心，所以选择用VHDL来对计价器进行设计来实现其功能。关键词:计价器QuartusⅡ数码管17--山东建筑大学信息与电气工程学院课程设计说明书一、设计目的和要求设计一个出租车计价器，该计价器计费系统技术参数和设计要求：（1）实现计费功能，计费标准为：起步均价6元，并在车行驶3公里后以每公里1.6元计费

3、，当计费器达到或超过20元时，每公里加收50%的车费，车辆停止和暂停时不收费。计价范围：0—999.9元，计价分辨率：0.01元；计程范围：0—99公里，计程分辨率：0.01公里。（2）数码管动态显示功能，能显示行驶公里数、总费用。（3）汽车具有启动、停止、暂停和换挡等状态。17--山东建筑大学信息与电气工程学院课程设计说明书二、设计原理1设计模块本设计是对出租车计价器的四个模块进行分析的，综述如下：分频模块：分频模块是其它模块的基础，输入时钟选为32Hz，分频后的时钟频率为1Hz,为后续模块提供基本时钟。路程模块：该模块是对车辆行驶路程

4、进行计数，以1Hz时钟为基础，检测行程脉冲，路程模块中有内部变量来判断路程，当大于3公里、20公里时，分别有相应的使能信号对此作出记录，最大路程显示为99公里。计费模块：该模块是基于等待时间模块和路程模块对费用进行控制的。通过内部使能信号分别计算3公里以内、3-20公里以及20公里以后的费用。译码显示模块:该模块经过8选1选择器将计费数据（4位BCD码）、计时数据（2位BCD码）、计程数据（2位BCD码）动态选择输出。本设计是基于VHDL进行编程，然后在QuartusⅡ进行波形仿真，实现出租车计价器的基本功能。2原理描述根据层次化设计理论

5、，该设计问题自顶向下可分为分频模块，控制模块计量模块、译码和动态扫描显示模块，其系统框图如图6-63所示，各模块功能如下：图6-63出租车自动计费器系统框图2.1分频模块分频模块对频率为240Hz的输入脉冲进行分频，得到的频率为16Hz，10Hz和1Hz的三种频率。该模块产生频率信号用于计费，每个1HZ脉冲为0.1元计费控制，10HZ信号为1元的计费控制，16Hz信号为1.6元计费控制。17--山东建筑大学信息与电气工程学院课程设计说明书2.2路程和计费模块计量控制模块是出租车自动计费器系统的主体部分，该模块主要完成等待计时功能、计价功能

6、、计程功能，同时产生3分种的等待计时使能控制信号en1,行程3公里外的使能控制信号en0。其中计价功能主要完成的任务是：行程3公里内，且等待累计时间3分钟内，起步费为8元；3公里外以每公里1.6元计费，等待累计时间3分钟外以每分钟1元计费；计时功能主要完成的任务是：计算乘客的等待累计时间，计时器的量程为59分，满量程自动归零；计程功能主要完成的任务是：计算乘客所行驶的公里数。计程器的量程为99公里，满量程自动归零。2.3译码显示模块该模块经过8选1选择器将计费数据（4位BCD码）、计时数据（2位BCD码）、计程数据（2位BCD码）动态选择

7、输出。其中计费数据jifei4~jifei1~送入显示译码模块进行译码，最后送至百元、十元、元、角为单位对应的数码管上显示，最大显示为999.9元；计时数据送入显示译码模块进行译码，最后送至分为单位对应的数码管上显示，最大显示为59秒；计程数据送入显示译码模块进行译码，最后送至以公里为单位的数码管上显示，最大显示为99公里。17--山东建筑大学信息与电气工程学院课程设计说明书三、设计内容1设计思路输入2个时钟信号，分别模拟时间和路程。对等待时间、路程计数，进而统计费用。系统结构框图如图2-1。显示分频器计费时钟信号等待信号公里脉冲计费/复

8、位控制器计程图2-1自动计价器的系统方框图17--山东建筑大学信息与电气工程学院课程设计说明书2设计流程图NNYNYYN1.6元/公里2.4元/公里里程>20里程>3单程？计费8元开始N总计图