出租车自动计费器设计(课程设计报告模板)

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目录

1 绪论 (1)

1.1设计背景 (1)

1.2QUARTUS II简介 (1)

1.3VHDL语言基础 (2)

2 出租车计费器总体设计结构 (2)

2.1系统设计要求和目的 (2)

2.2.1 系统设计要求 (2)

2.2.1 系统设计目的 (2)

2.2设计思路 (3)

2.3系统总体结构 (3)

2.4出租车计费器系统工作流程图 (4)

3 出租车计费器的实现 (5)

3.1出租车计费器的顶层原理图 (5)

3.2系统各功能模块的实现 (5)

3.2.1 计费模块JIFEI (5)

3.2.2 计量模块JILIANG (6)

3.2.3 显示控制模块SELTIME (7)

3.2.4 显示模块DELED (7)

4 出租车计费器系统仿真及分析 (8)

4.1计费系统的仿真 (8)

4.2单元模块的仿真及分析 (10)

4.2.1 译码显示模块的仿真及分析 (10)

4.2.2 显示控制模块的仿真及分析 (12)

4.2.3 计量模块的仿真及分析 (13)

4.2.4 计费模块的仿真及分析 (13)

5 锁定管脚及硬件实现 (14)

5.1锁定管脚图 (14)

5.2硬件实现 (14)

5.2.1 显示结果的几种情况 (15)

5.2.2 硬件实现总结 (16)

6 设计体会与总结 (17)

参考文献 (18)

附录 (19)

1JILIANG模块的VHDL编程 (19)

2JIFEI模块的VHDL编程 (21)

3SELTIME控制模块的VHDL编程 (22)

4DELED模块的VHDL编程 (23)

1 绪论

1.1 设计背景

随着我国社会经济的全面发展，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。于是，出租车行业以低价高质的服务给人们带来了出行的享受。但是总存在着买卖纠纷困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这一矛盾的最好方法就是改良计价器。汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具，它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此，汽车计价器的研究也是具有一定意义的。出租车计费器是出租车营运收费的专用智能化仪表，是出租车市场规化，标准化以及减少司机与乘客之间发生纠纷的重要设备。一种功能完备，简单易用，计量准确的出租车计费器是加强出租车行业管理，提高服务质量的必需品。本设计就是采用VHDL硬件描述语言作为设计手段，采用自己的设计思路，得到一种出租车计价系统的软件结构，通过Quartus II 6.0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，具有一定的实用性。

1.2 QUARTUS II简介

QUARTUS II 是Altera公司的综合性CPLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL等多种设计输入形式，嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整CPLD设计流程。QUARTUS II 支持Altera的片上可编程系统（SOPC）开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。Altera QUARTUS II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。

1.3 VHDL语言基础

一般而言，一个相对完整的VHDL语言程序至少应三个基本组成部分：①库（Library）、程序包（Package）使用说明；②实体（Entity）说明；③实体对应的结构体（Architecture）说明。其中，库、程序包使用说明用于打开（调用）本设计实体将要用到的库、程序包；实体说明用于描述该设计实体与外界的接口信号说明，是可视部分；结构体说明用于描述该设计实体部工作的逻辑关系，是不可视部分。在一个实体中，允许含有一个或多个结构体，而在每一个结构体中又可以含有一个或多个进程以及其他的语句。根据需要，实体还可以有配置说明语句。配置说明语句主要用于以层次化的方式对特定的设计实体进行元件例化，或是为实体选定某个特定的结构体。

2 出租车计费器总体设计结构

2.1 系统设计要求和目的

2.2.1 系统设计要求

1.起步价为5.0元，起步公里为3公里；

2.超过3公里，每公里按1元收费，也可每0.1公里按0.1元收费；

3.等候时间累计1分钟，按每分钟0.1元收费；

4.用三个数码管显示总金额，最大值为99.9元；用三个数码管显示总里程，最大值99.9公里；用两个数码管显示等待时间，最大值99分钟。

2.2.1 系统设计目的

1.通过这次实验设计使我们加深对EDA技术与数字系统设计相关理论和概念的理解，培养我们的理论联系实际的能力，特别是实际动手能力。

2.学习使用QUARTUS II软件设计。

3.根据原理图学会用VHDL语言设计时序电路。

4.学会绘制功能仿真波形图。

2.2 设计思路

根据设计要求，电路具有计时、计程、计费功能，用数码管显示行驶公里数、等待时间、收费金额，行车里程和等待时间的处理电路将汽车行驶的里程数、转换成与之成正比的计费脉冲，然后由计费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，3公里以后每0.1公里产生一个计费脉冲，一个1HZ的脉冲用来表示等待时间，60个脉冲代表1分钟，1分钟即60个脉冲产生一个等待计费脉冲，然后用计费电路对计费脉冲进行计费。

2.3 系统总体结构

图2-1 系统总体结构图

出租车计费器的组成如上图所示，通过控制模块以高低脉冲模拟出租汽车启动、行驶、暂停，具有控制作用；通过控制模块控制出租车的状态来选择出租车是计里程还是计等待时间，相应产生的时间计费脉冲信号和里程脉冲信号来计费，译码/动态扫描模块将等待时间、路程与费用的数值译码后用动态扫描的方式驱动数码管；数码管显示模块将里程数、等待时间和计费金额用数码管显示。