eda課程設(shè)計--出租車自動計費器

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　課程設(shè)計名稱： EDA課程設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 班 級 ： </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 ： XXX </p><p>　　學(xué) 號 ： <

2、/p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 ： XXX </p><p>　　課程設(shè)計時間： 2013-2-25～2013-3-8</p><p>　　電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　一、 設(shè)計任務(wù)及要求</p><p>　　設(shè)計一個出租車計價器：計費包括起步價、行車?yán)锍逃嬞M、等待時

3、間計費3部分。用3位數(shù)碼管顯示金額，最大值為999.9元，最小計價單元為0.1元；行程3公里內(nèi)，且等待時間累計3分鐘內(nèi)，起步價10元，超過3公里，以每公里1.6元計費，等待時間單價為每分鐘1.5元；用兩位數(shù)碼管顯示總里程，最大值為99公里用兩位數(shù)碼管顯示等待時間，最大值為59min。 </p><p>　　二、設(shè)計原理及總體框圖</p><p>　　出租車自動計費器分為分頻模塊、控制

4、模塊、計量模塊、計費模塊、譯碼和顯示模塊。 A）、設(shè)計原理：</p><p><b>　　（1）分頻模塊 </b></p><p>　　分頻模塊對頻率為240HZ的輸入脈沖進(jìn)行分頻，得到的頻率為16HZ、15HZ、和1HZ的3種頻率。該模塊產(chǎn)生頻率信號用于計費，每個脈沖為0.1元計費控制，其中15Hz信號為1.5元的計費控制，16Hz信號為1.6元計費控制。 &

5、lt;/p><p>　?。?）計量控制模塊 </p><p>　　計量控制模塊式出租車自動計費器系統(tǒng)的主體部分，該模塊主要完成等待計時功能、計價功能、計程功能，同時產(chǎn)生3分鐘的等待計時使能控制信號en1、行程3公里外的使能控制信號en0。其中計價功能主要完成的任務(wù)是：行程3公里內(nèi)且等待累計時間在3分鐘內(nèi)起步價為10元3公里以外每公里1.6元計費，等待時間3分鐘以外每分鐘1.5元計費。計

6、時功能主要完成的任務(wù)是：計算乘客的等待累計時間，計時器的量程為59分，滿量程自動歸零。計程主要完成的任務(wù)是：計算乘客所行駛的公里數(shù)，計價器的量程為99公里，滿量程自動歸零。</p><p>　　（3）譯碼顯示模塊</p><p>　　該模塊利用實驗板上的譯碼器和數(shù)碼管分別將輸出的計費數(shù)據(jù)（4位BCD碼）、計時數(shù)據(jù)（2位BCD碼）和計程數(shù)據(jù)（2位BCD碼）顯示輸出。其中計費數(shù)據(jù)最后以百元、

7、十元、元、叫、角為單位對應(yīng)的數(shù)碼管上顯示，最大顯示為999.9元；計時數(shù)據(jù)最后送至以分為單位對應(yīng)的數(shù)碼管上顯示，最大顯示為59s；計程數(shù)據(jù)最后送至以公里為單位的數(shù)碼管上顯示，最大公里為99公里。</p><p><b>　　B）、總體框圖：</b></p><p>　　根據(jù)層次化設(shè)計理論將該問題自頂向下可分為分頻模塊、計量模塊、控制模塊、譯碼和顯示模塊各模塊功能如下

8、：</p><p>　　三、程序設(shè)計及編譯仿真</p><p><b>　　1）、分頻模塊：</b></p><p>　　對頻率為240HZ的輸入脈沖進(jìn)行分頻，得到的頻率為16HZ、15HZ、和1HZ的3種頻率。</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>

9、;　　library IEEE; </p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; </p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; </p><p>　　entity fp is </p&

10、gt;<p>　　port ( clk :in std_logic; </p><p>　　q16: out std_logic; --頻率為16的時鐘 </p><p>　　q15: out std_logic; --頻率為15的時鐘 </p><p>　　q1: out std_logic);

11、 --頻率為1的時鐘 </p><p><b>　　end fp; </b></p><p>　　architecture qq of fp is </p><p><b>　　begin </b></p><p>　　process(clk) </p><p>　　va

12、riable cout16:integer range 0 to 14; </p><p>　　variable cout15:integer range 0 to 15; </p><p>　　variable cout1:integer range 0 to 239; </p><p><

13、;b>　　begin </b></p><p>　　if (clk'event and clk='1') then </p><p>　　if cout16=14 --240hz分頻為16hz </p><p>　　then cout16:=0;q16<='1'; </p

14、><p>　　else cout16:=cout16+1;</p><p>　　q16<='0'; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　if cout15=15 --240hz分頻為15hz </p><p>　　t

15、hen cout15:=0;q15<='1'; </p><p>　　else cout15:=cout15+1;q15<='0'; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　if cout1=239 --240hz分頻為1hz </p

16、><p>　　then cout1:=0;q1<='1'; </p><p>　　else cout1:=cout1+1;q1<='0'; </p><p><b>　　end if; </b></p><p><b>　　end if; </b></

17、p><p>　　end process; </p><p><b>　　end qq;</b></p><p><b>　　仿真波形：</b></p><p><b>　　2）計量模塊：</b></p><p>　　該模塊主要完成等待計時功能、計價功能、計

18、程功能，同時產(chǎn)生3分鐘的等待計時使能控制信號en1、行程3公里外的使能控制信號en0。以及進(jìn)行滿量程清零。</p><p>　　library ieee; </p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all; </p><p>　　use ieee.std_logic_arith.all; </p><p>　　us

19、e ieee.std_logic_unsigned.all; </p><p>　　entity jiliang is </p><p>　　port( s: in std_logic; --計量開始信號 </p><p>　　fin: in std_logic; -- 計量路程的信號 </p>

20、<p>　　stop: in std_logic; --等待信號 </p><p>　　clk1: in std_logic; --計量驅(qū)動信號 </p><p>　　en1,en0: buffer std_logic; --計量控制信號 </p><p>　　k1,k0: b

21、uffer std_logic_vector(3 downto 0); --路程的計量 </p><p>　　m1,m0: buffer std_logic_vector(3 downto 0)); --時間的計量 </p><p>　　end jiliang; </p><p>　　architecture rt2 of jiliang is &l

22、t;/p><p>　　signal w:integer range 0 to 59; </p><p><b>　　begin </b></p><p>　　process(clk1) </p><p><b>　　begin </b></p><p>　　if (c

23、lk1'event and clk1='1') then --驅(qū)動信號發(fā)揮作用 </p><p>　　if s='0' then w<=0;en1<='0';en0<='0';m1<="0000";m0<="0000";</p><p>　

24、　k1<="0000";k0<="0000"; --初始化值 </p><p>　　elsif stop='1' then --等待信號為高時間控制信號開始計時 </p><p>　　if w=59 then w<=0; </

25、p><p>　　if m0="1001" then m0<="0000"; </p><p>　　if m1="0101" then m1<="0000"; </p><p>　　else m1<=m1+1; </p><

26、p><b>　　end if; </b></p><p>　　else m0<=m0+1; </p><p>　　end if; --計時 </p><p>　　if m1&m0>"00000010"then en1<='1'

27、;; --當(dāng)時間大于3min時使能信號 en1開始使能 </p><p>　　else en1<='0'; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　else w<=w+1;en1<='0&#

28、39;; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　elsif fin='1' then </p><p>　　if k0="1001" then k0<="0000";

29、 </p><p>　　if k1="1001" then k1<="0000"; </p><p>　　else k1<=k1+1; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　else k0<=k0+1; </p>

30、;<p>　　end if; --記路程 </p><p>　　if k1&k0>"00000010" then en0<='1'; --當(dāng)路程大于3km時使能信號 en0開始發(fā)揮作用 </p><p>　　else en0<='0&#

31、39;; </p><p>　　end if; </p><p>　　else en1<='0';en0<='0'; </p><p>　　end if; </p><p><b>

32、;　　end if; </b></p><p>　　end process; </p><p><b>　　end rt2;</b></p><p><b>　　仿真波形：</b></p><p><b>　　3）、控制模塊：</b></p><

33、p>　　該模塊主要進(jìn)行時間和里程的切換。</p><p>　　library IEEE; </p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; </p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; </p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

34、 </p><p>　　entity kongzhi is </p><p>　　port(ent0,ent1:in std_logic; --輸入的使能選擇信號 </p><p>　　clk_in1:in std_logic; --輸入脈沖 </p><p>　　clk_in2:in std

35、_logic; --輸入脈沖 </p><p>　　clk_out:out std_logic); --輸出脈沖 </p><p>　　end kongzhi; </p><p>　　architecture rt4 of kongzhi is </p><p><b>　　begin &

36、lt;/b></p><p>　　process(ent0,ent1)</p><p><b>　　begin </b></p><p>　　if ent0='1' then --根據(jù)條件選擇所需的通道 </p><p>　　clk_out<=clk_in1;

37、</p><p>　　elsif ent1='1' then </p><p>　　clk_out<=clk_in2; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　end process; </p><p><b>　　end rt

38、4; </b></p><p><b>　　仿真波形：</b></p><p><b>　　4）、計費模塊：</b></p><p>　　該程序主要進(jìn)行起步價設(shè)置，和計費功能。</p><p>　　library IEEE; </p><p>　　use IEEE

39、.STD_LOGIC_1164.ALL; </p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; </p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; </p><p>　　entity jifei is </p><p>　　port(clk2:in std_logic;

40、 --計費驅(qū)動信號 </p><p>　　start: in std_logic; --計費開始信號 </p><p>　　c0,c1,c2,c3: buffer std_logic_vector(3 downto 0));--費用顯示信號 </p><p>　　end jifei; </p>

41、<p>　　architecture rt3 of jifei is </p><p><b>　　begin </b></p><p>　　process(clk2,start) </p><p><b>　　begin </b></p><p>　　if start='0&

42、#39; then c3<="0000";c2<="0001";c1<="0000";c0<="0000"; </p><p>　　elsif (clk2'event and clk2='1') then </p&

43、gt;<p>　　if c0="1001" then c0<="0000"; </p><p>　　if c1="1001" then c1<="0000"; </p><p>　　if c2="1001" then c

44、2<="0000"; </p><p>　　if c3="1001" then c3<="0000";--計費功能 </p><p>　　else c3<=c3+1; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　

45、else c2<=c2+1; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　else c1<=c1+1; </p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　else c0<=c0+1;

46、</p><p><b>　　end if; </b></p><p><b>　　end if; </b></p><p>　　end process; </p><p><b>　　end rt3; </b></p><p><b>　　仿

47、真波形：</b></p><p>　　5）、譯碼顯示模塊:</p><p>　　譯碼顯示模塊是應(yīng)用實驗工具箱上的自帶的硬件電路顯示譯碼。</p><p><b>　　6）頂層原理圖：</b></p><p><b>　　仿真波形： </b></p><p>　　五

48、、 硬件調(diào)試與結(jié)果分析</p><p>　　在MAX+plus II中對頂層文件進(jìn)行編輯、編譯、綜合、適配和仿真。選擇實驗電路結(jié)構(gòu)NO.5，進(jìn)行引腳鎖定，CLK接到CLOCK0上，開始計費鍵START鎖定到鍵3（PIO0）上，里程控制信號FIN鎖定到鍵2（PIO1）上，等待時間控制信號鎖定到鍵1（PIO）上。計費輸出信號c0,c1,c2,c3分別鎖定到PIO31—PIO28, PIO27—PIO24, PIO23

49、—PIO20, PIO19—PIO16上；時間輸出信號M1,M0分別鎖定到PIO39—PIO36,PIO35—PIO32上；里程輸出信號K1，K0分別鎖定到PIO47—PIO44, PIO43—PIO40上。</p><p>　　仿真后下載到硬件實驗箱的電路上，選擇圖NO.5，按鍵3為高電平計費開始，此時顯示起步價10.0元，然后按鍵2為高電平，當(dāng)里程超過3公里后，開始按每公里1.6元計費，再按鍵2為低電平，計費

50、暫停，當(dāng)按下鍵1等待時間STOP為高電平時，開始時間計費，當(dāng)超過3分鐘時，則按每分鐘1.5元計費，當(dāng)按下鍵1等待時間STOP為低電平時，暫停計費，再次按下鍵3為低電平計費停止，并復(fù)位到起步價10.0元，里程顯示，和等待時間顯示同時清零。</p><p><b>　　六、心得體會</b></p><p><b>　　七、 參考文獻(xiàn)</b></