EDA设计方案-出租车自动计费系统

PAGE课程设计课程课程EＤＡ技术课程设计题目出租车自动计费系统院系电子科学学院专业班级电子信息工程学生姓名学生学号指导教师２010年3月12日PAGE71课程设计任务书课程ＥDＡ技术课程设计题目出租车自动计费系统专业电子信息工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个最大量程为99.９9元的出租车自动计费，计费器具有行车里程计费、等候时间计费及起价三部分功能，并用数码管显示车费的数目。基本要求:１、设计一个出租车自动计费器,具有行车里程计费、等候时间计费、及起价三部分，用四位数码管显示总金额，最大值为9９．９9元;2、行车里程单价１元／公里，等候时间单价０。５元/10分钟,起价3元（３公里起价)均能通过人工输入。３、行车里程的计费电路将汽车行驶的里程数转换成与之成正比的脉冲数,然后由计数译码电路转换成收费金额,实验中以一个脉冲模拟汽车前进十米,则每100个脉冲表示１公里，然后用ＢCD码比例乘法器将里程脉冲乘以每公里单价的比例系数,比例系数可由开关预置。例如单价是1．0元／公里，则脉冲当量为0.01元／脉冲。4、用LＥD显示行驶公里数,两个数码管显示收费金额。主要参考资料：［1]潘松著.EＤA技术有用教程（其次版）.北京：科学出版社，2０05。［2］康华光主编.电子技术基础模拟部分。北京：高教出版社，200６。［3］阎石主编．数字电子技术基础．北京:高教出版社，200３。完成期限2０１0．3。12指导老师专业负责人２０10年3月8日一、总体设计思想1．基本原理依据设计要求,系统的输入信号有:系统时钟信号CLK,计价开头信号ＳTART，等待信号ＳTOP，里程脉冲信号FIＮ.系统的输出信号有:总费用数CＨＡ0－CＨA３，行驶距离（数）ＫＭ0—KＭ1和等待时间MIN０—MＩN1等.2。设计框图系统组成方框图如下所示，它由外部输入模块、掌握模块和显示模块三部分组成。掌握模块是整个系统的核心，它由分频模块、掌握模块、计量模块和译码显示模块构成。时钟信号时钟信号等待信号公里脉冲计费|复位分频器控制器计费计时计程显示系统框图二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路(１)分频模块分频模块是对系统时钟频率进行分频,分别得到16HZ，1５HＺ和1HZ三种频率.(2）掌握模块计价器掌握模块主要完成对计价器状态的掌握。(3)计量模块计量模块完成计价、计时和计程功能。计价部分:行程在３KＭ内,起步费为3元；3KM外以每公里按１元计费，等待累计时间每10MＩＮ按0．5元计费。计时部分：计算乘客的等待累计时间。计时器的量程为５9MIＮ,满量程后自动归零.计程部分:计算乘客所行驶的公里数。计程器的量程为９9KM，满量程后自动归零。（4）译码显示模块译码显示模块完成计价、计时和计程数据显示.计费数据送入译码显示模块进行译码，最后送至以十元、元、角为单位对应的数码管上显示。计程数据送入译码显示模块进行译码，最后送至以KM为单位的数码管上显示。２、模块设计和相应模块程序LIBRAＲYIＥEE；ＵSEIＥEE。STD_LOGIC_１1６4。ＡLL;USEＩＥEＥ.ＳＴD＿LOGＩC_ＡRIＴＨ。ALL;USEIEEE.STＤ＿ＬOGIC_UNSIGＮＥD.ＡLL；ENＴＩTYＣHＵZUCHＥIＳPＯRT（CLK:ＩNＳTＤ＿LＯGIC；－-系统时钟STAＲT:INSＴＤ＿LＯGＩＣ;—－计费开头信号SＴＯP：IＮSTＤ_LＯGIC；－-行驶中，中途等待停止信号ＦIＮ：ＩＮＳTD＿LOGＩC；—－1KＭ脉冲信号CＨＡ3，ＣHA２,ＣHA１，CＨＡ０:OＵTSTD_LOGIC_VＥCTOR(３DOＷＮＴO０）；--计费输出信号KM１,KＭ0:OUTSTD_LOGIC＿VＥCＴＯR（3ＤOWNTO０)；--行驶公里数MＩＮ１，MIＮ０：OUTＳTD＿ＬＯGIC_ＶECTOR(3DOWNTO0））;——等待时间输出EＮDENTＩTＹCHＵZＵCHE;AＲＣＨITEＣTUREBEHAVEOＦＣHＵＺＵCＨEIＳSIGＮALＱ_1：INTＥGERRANＧE０TO99；SIＧNALW:INTＥGERRＡNGE0ＴO59;SIGNＡLC3,C２,C1,C0:STD＿LＯＧIC＿ＶECTOR(3ＤＯWＮTO0)；SIＧＮALK１，K０：STD＿ＬＯGIＣ_ＶECTＯＲ(3DOWNTＯ0）;SＩGNALM1:SＴＤ_LOGＩC_VECTＯR(２ＤOWＮTＯ0）；ＳIＧNAＬＭ０:STD_ＬＯGIC_VＥCTOR（3ＤＯWＮＴO0);ＳIＧNAＬTEMP0，TＥMＰ１:SＴＤ_LOＧIC＿ＶＥCTOR（３DOWNTO0);SIGＮALF_１:SＴＤ＿ＬOＧＩC；SＩGNＡLEN０，ＥN１:STＤ_ＬOGＩC；BEGINFEＩＰIN：ＰROCＥＳＳ(CＬＫ,START）BEGＩNIＦCLＫ’EVENTＡNＤCLK＝'1'THＥNＩFSTＡRＴ='0’THENＦ_1〈=＇０'；Q_１〈＝０;ELSEIFQ_1＜＝9９THＥNＱ_１〈=０;F_1〈=’1＇；EＬSＥQ_１<=Q＿１+１；F＿1<=’０＇；ENDIF;ＥＮDIF；ＥNDIF；ＥＮDPROCESＳ；PROCESS(FIＮ）BEGIＮＩFFIＮ'EＶENＴＡＮDFIN=’1'THＥＮIFSＴART＝'0'ＴHＥNK1＜=”０0００”；K0<=”0０００＂;ELSIFＳＴOP=’0'THENIFK０=＂１00１＂ＴHEＮK0〈="0００0＂；ＩFK1=”1００1”TＨENＫ1〈=＂０000";ELSEK１＜=Ｋ1+1；ENDＩF；ELSＥK０＜=Ｋ0+1；ENＤIＦ；ENＤＩF;ＥNＤＩF；ENDPROCESS;PROCEＳＳ(F_１）ＢＥＧINＩＦF_1＇ＥＶＥＮTANＤF_1＝'1'TＨENIＦＳＴAＲT=’0＇ＴＨENW<=0；M1<="００0＂；M0〈=”0000”;ELSＩFＳＴOＰ=＇１’ＴHＥＮIFW＝59ＴHＥNW〈＝0;ＩFＭ０=”10０1＂THＥＮM0〈=＂00００”;IＦＭ1=”０1０１"ＴHENM1<=＂0００0";ELSＥＭ1<=M１+1;ＥＮDIＦ；EＬSEM０<=M0+1;ENDIＦ；ELSＥW〈=W＋1；EＮDIF；ＥNDIF;ENDIF；ENDPROCEＳＳ;ＰROＣＥSS（CLK)BEGＩNIFＣLK’EVEＮTAＮDCLK=＇1'TＨENIＦSTＡＲＴ＝＇0’ＴHEＮEN０＜＝＇０’;EＮ1<=’０’;ＥLＳIFＳTＯP=’0＇ＴHＥNEN１<=＇0'；IＦＫ1&K０>＂０0０00011＂ＴHENＥＮ0〈='１＇;ELSEEN０<='0'；ＥNＤIF；ELＳＩFSTOP＝’1'THＥNEN０〈＝＇０’;IＦＭ１&M0>"000００１0＂THＥNEN１〈＝＇１’；EＬSEEN１<=＇0’；ＥＮDＩF;ENDＩＦ；ＥNＤＩF;ＥＮDPROＣＥSS;ＰROCESS（CLＫ,SＴARＴ）VＡRＩＡＢLEＣ13，C15：ＩNTEＧER；BＥGＩNＩFSＴARＴ＝’0＇ＴＨENC3<=”0０0０＂；C2＜=”00００＂；C1〈="0011”；C０〈＝”０000”;Ｃ１3:＝０;C1５:=0；ＴEMP０<="０000";TＥＭＰ１<=”00００";EＬSIＦCLK'EVEＮＴANＤCLＫ＝＇1’TＨＥＮIF（EＮ0='1')ＴHENIF（Ｃ13<1３）ＴHＥＮC1３：＝Ｃ1３＋1；IF（Ｃ１３=1)ＴHENTＥMP0＜＝K０;ＥNDIF；ＩＦC0="１00１”THEＮC０〈=”００0０"；IFC1=＂１00１"ＴHEＮC１<=＂00０0＂；IFC２＝＂1００1＂THＥNＣ２<＝"0000”；ＩFC3＝"１00１＂TＨENC3＜=＂０000”;ELＳEC3＜＝C３+1；ENＤIＦ；EＬSEＣ2＜=C2+1;ＥNDIＦ；ELSEC1<＝Ｃ1+1;ＥNDIＦ;EＬSEＣ0<=C0+1;ENＤIF;ＥLSIF（K0/=TEMP0)TＨEＮC１3:=０;ENＤＩF;ＥＬSIF（EN1=＇１＇）THEＮIF（C１5〈1５)THEＮC15：=Ｃ1５+1;IＦ（C15=1）THENTEMＰ１＜=M0；ENＤIF；ＩＦC0="１０01＂TＨＥNＣ0<=＂０0０0＂;IFC1=”１001”THＥＮＣ１<＝＂00０0"；IFＣ2=”１0０１＂ＴHENＣ２<="00０0＂;IFC３＝”１001＂TＨENC３<＝＂０００0＂；ELＳEC3〈＝C3+１;ＥNDIF;EＬSＥC２〈=C２+1;ＥNDＩF;ELＳEC1＜＝C1＋１；ＥＮDIF；ＥLSＥＣ0〈=C0+1；ＥNＤＩＦ;ELSIF(Ｍ0／＝TEＭP1）TＨEＮＣ１５：=0；EＮDＩＦ；ENDＩF；EＮＤIF;ENDＰＲＯＣEＳS；PROCＥSS(F_１）BEＧINIＦＦ_１'ＥVＥＮTＡＮDＦ＿1＝＇１’ＴHENIFSTART=’０＇THENMＩN１＜=＂0０0０"；MIN0＜＝”0000＂;KM１〈=”0０00"；KM0＜＝＂０00０"；ＣＨA3<=＂000０"；ＣHＡ2〈=”０0０0”；ＣHA1<＝"000０";CHA０<＝"0000＂；EＬＳEＭIN１〈=’0＇&M１;ＭIN０<＝Ｍ0;ＫM1<＝K1；KM0<＝Ｋ0;CＨA３〈＝C３；CHA2＜＝C2;ＣHA1＜=C１；ＣＨＡ0<＝Ｃ０；EＮＤＩＦ;ＥＮＤIF;ENＤPRＯＣＥSＳ；ＥNDBEＨAVＥ;3、仿真及仿真结果分析仿真图1仿真图2图中显示为出租车总行驶里程为8KＭ，累计等待时间为３MIN，所以总费用为8.5元。4、实验调试结果为验证所设计程序是否正确，将程序下载进行硬件测试。在Quａｒt