数字式车速仪

数字车速表设计学 院: 信息科学技术学院 专 业： 姓 名： 指导老师： 信息工程 阮路芝 学 号： 职 称： 200401311033 孙鲁 副教授中国·珠海北京理工大学珠海学院毕业设计本人郑重承诺：导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。

承诺人签名：日期：年月日“环保”和“LOHAS ”等等的话题成为大家的生活关键词时，这个“两轮年代”的生活以不同的姿态再次走进大家的生活中。

本文介绍在Altera 公司自行开发的EDA 设计软件Max+plusII10.0的平台下，用VHDL 语言设计的数字车速表控制系统。

以自行车为设计对象的数字车速控制系统由三个部分组成：计时模块、计数模块和译码模块。

本文详细论述各模块的设计方案，软件设计思想，以及用元件例化语言实现了系统的层次化和结构化设计。

介绍了运用该软件编码、编译、功能仿真到综合遇到的问题及解决方法。

最后联系实际对系统进行测试、功能仿真和结果分析。

关键词：计数器ABSTRACTfull of too past two years, since " Ban on motorcycle" "environmental protection" and "LOHAS" and so on the topic become everyone's life Key words, "two years" of life with a different attitude once again into everyone's life. This paper describes the development of Altera Corporatio n on its own EDA design software Max + plusII10.0 platform, the use of VHDL design of the speed digital control system table. To target for the design of the bike speed digital control system consists of three parts: time module, counting blocks and decoding module. This article discusses in detail the various modules of the design, software design, and the use of the language components of the system to achieve the level of design and structure. Introduced the use of the software code, compiler, integrated functional simulation to the problems encountered and solutions. Finally the whole system with practice tests, functional simulation and analysis of results. Introduction and hardware design, compared to non-contact optical目 录摘要ABSTRACT 1系统设计方案 1.1设计要求及主要指标 .................................. 1 1.2设计方案的比较 ...................................... 2 2系统设计的实现 ........................................ 2 2.1系统设计的原理 ...................................... 2 2.2模块的设置 .......................................... 2 2.2.1计时模块 .......................................... 2 3结论 .................................................. 4 参考文献................................................ 5 附录.................................................... 6 谢辞. (7)所谓的速度(KM/H)就是在1H 内前进多少距离1。

测定车速的方法就是利用自行车轮的旋转，假定车轮的圆周长是1M ，而且每秒钟转动一圈。

那么经过1H 后将前进1M*3600S=3600M 。

车轮的轮箍是用辐条支撑的，当车轮转动时辐条也一起旋转。

为了测辐条的旋转，如果利用霍尔传感器获得脉冲，只要在辐条上粘上磁钢，让霍尔开关靠近磁铁，就有信号输出，当辐条转动时就不断地产生脉冲信号。

假设辐条与辐条之间的间距是5CM ，就当每隔0.18秒就有辐条在传感器前通过时，那么运行速度就是1KM/H 。

1.2设计方案的比较方案一：用单片机实现：通过软件编程，仿真，调试，符合要求后将程序用编程器写入到单片机芯片上。

利用单片机的中断响应开车或者等待的请求，进行相应的处理。

方案二：用FPGA （可编程门阵列）实现：利用硬件描述语言编程，仿真调试后下载到可编程逻辑器件（CPLD ）上实现。

可以对车速计整个过程进行判断、处理。

整个过程完全实现了自动化和智能化。

比较而言，方案一的开发及制作成本较低，能较大程度地利用资源，但外围电路较多，调试复杂，抗干扰能力差，特别对这种计速车的计数器需要长时间不间断运作的系统，由于主要是软件运作，容易出错，造成系统不稳定。

方案二将所有器件集成在一块芯片上，体积大大减小的同时还提高了稳定性，并且可应用EDA 软件仿真，调试，易于进行功能扩展，外围电路较少，采用硬件逻辑电路实现，其最大的优点是稳定性好，抗干扰能力强，非常适合作为车速计的计数器系统的控制核心。

基于对以上各个因素的考虑，我们觉得FPGA 实现自行车的数字车速表的设计更符合要求，提升设计的可行性。

因此，决定选用以FPGA 为核心，用VHDL 编程来实现计器的设计。

1详见商务印书馆2005系统的核心电路由FPGA 完成，本设计选用了Altera 公司的EPF10K10芯片，用 VHDI 语言对他们进行设计。

本设计由3大模块构成：计时器、计数器及译码器。

原理框图如下：若2.2模块的设计2.2.1计时模块计时器：实质也是计数器，时钟信号CLK 上升沿触发COUNTER 计数器，0-180为一周期，每到180个脉冲结束时刻OUTCLK 为高电平，COUNTER 清零时CLEAR 为低电平。

计时器流程图如图2-2：图2-2计时器流程图以下是公式格式的范例：3=Φ-Φ+Φ''q ρ （2-1）其中222222,21q ck=⎪⎪⎫ ⎝⎛--=λρρ （2-2）3 结论本文通过在Altera公司的EDA软件平台MAX+PLUSⅡ环境下，用VHDL硬件电路描述语言，实现对自行车数字车速表系统的计时模块、计数模块、译码模块和顶层文件的设计。

介绍了如何用VHDL语言在计数模块实现两输入变量相除的运算，在译码模块实现扫描显示，和如何实现元件例化。

[1]黄任：《VHDL入门解惑经典实例经验总结》[M],北京航天航空大学出版社2005年，第1-251页。

[2]汤山俊夫(著)、彭军（译）：《数字电路设计与制作》[M]，科学出版社2005年，第1-247。

[4]江力：《单片机原理与应用》[M]，清华大学出版社2006年，第1-277。

[5]王存宝：《基于MC33991的车速表设计》[J]，《汽车电器》2007年第12期，第69页。

计时模块LIBRARY ieee；USE ieee.std_logic_1164.all；USE ieee.std_logic_unsigned.all；USE ieee.std_logic_arith.all；entity clock isport(clk:in std_logic；clear,outclk:out std_logic )；……计数模块LIBRARY ieee；USE ieee.std_logic_1164.all；USE ieee.std_logic_unsigned.all；USE ieee.std_logic_arith.all；entity move isport(key,clear,outclk:in std_logic； a,b:out integer range 0 to 9)；……数码显现管模块LIBRARY ieee；USE ieee.std_logic_1164.all；USE ieee.std_logic_unsigned.all；USE ieee.std_logic_arith.all；entity display is……谢 辞和实践经验，还受到了勇于探索、严谨治学高贵品质的熏陶。

这些对我今后的工作和生活都将起到重要的作用。

仿真过程中得到了苏禹老师,郭江凌老师和赵慧元老师在百忙之中的无私帮助和指导，在此向他们表示衷心的感谢。

还有同学们的经验介绍也对论文的编写起了十分重要的作用，也对他们表示感谢。