基于VHDL的EDA课程设计出租车自动计费器.doc

电子信息科学与技术专业课程设计任务书 学生姓名 专业班级 学号 题 目 出租车自动计费器设计 课题性质 A 课题来源 D 指导教师 孙崇峰 同组姓名 主要内容 设计一个出租车计价器，计费包括起步价、行车里程计费、等待时间计费3部分，用3位数码管显示金额，最大值为999.9元，最小计价单元为0.1元，行程3公里内，且等待时间累计3分钟内，起步价8元，超过3公里，以每公里1.6元计费，等待时间单价为每分钟1元，用两位数码管显示总里程，最大值为99公里，用两位数码管显示等待时间，最大值为59min。 任务要求 （1） 制定完整地设计方案，结合框图进行说明。 （2） 给出主要模块的VHDL程序。 （3） 如有可能，在实验箱上进行下载验证。 （4） 给出完整地设计报告。 参考文献 （1）黄智伟. FPGA系统设计与实践 电子工业出版社 2005.1 （2）焦素敏. EDA课程设计指导书 河南工业大学 2008.2 （3）焦素敏. EDA应用技术 清华大学出版社 2005.4 （4）刘昌华。数字逻辑EDA设计与实践2006.8 审查意见 指导教师签字： 教研室主任签字： 年月日 说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页 1 设计任务及要求 设计一个出租车计价器，计费包括起步价、行车里程计费、等待时间计费3部分，用3位数码管显示金额，最大值为999.9元，最小计价单元为0.1元，行程3公里内，且等待时间累计3分钟内，起步价8元，超过3公里，以每公里1.6元计费，等待时间单价为每分钟1元，用两位数码管显示总里程，最大值为99公里，用两位数码管显示等待时间，最大值为59min。 2设计原理及总体框图 出租车自动计费器分为分频模块、控制模块、计量模块、译码和动态扫描模块。 （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3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。 （2）计量控制模块 计量控制模块式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、计程功能，同时产生3分钟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，且等待累计时间在3分钟内，起步价为8元；3公里以外每公里1.6元计费，等待时间3分钟以外每分钟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。计程主要完成的任务是：计算乘客所行驶的公里数，计价器的量程为99公里，满量程自动归零。 （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）动态显示输出。其中计费数据jifei4——jifei1送人显示译码模块，最后以百元、十元、元、叫、角为单位对应的数码管上显示，最大显示为999.9元；计时数据送人显示译码模块进行译码，最后送至以分为单位对应的数码管上显示，最大显示为59s；计程数据送人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，最大公里为99公里。 根据层次化设计理论，将该问题自顶向下可分为分频模块、控制模块、计量模块、译码和动态扫描模块各模块功能如下： 3 程序设计 （1）计数分频模块 该模块的核心部分就是计数分频电路，可以生成计费数据、计时数据、和里程数据。其VHDL源程序如下： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; ENTITY taxi IS PORT(clk_240 :IN STD_LOGIC; start: IN STD_LOGIC; stop:IN STD_LOGIC; fin:IN STD_LOGIC; cha3,cha2,cha1,cha0:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); km1,km0:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); min1,min0:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); END taxi; ARCHITECTURE behav OF taxi IS SIGNAL f_10,f_16,f_1:STD_LOGIC; SIGNAL q_10:INTEGER