1、 课程设计报告 课程名称：课程名称：VHDL 语言与 EDA 课程设计 设计题目设计题目： 出租车计费器 系系 别：别： 通信与控制工程系 专专 业：业： 电子信息工程 班班 级：级： 学生姓名学生姓名: : 学学 号号: 起止日期起止日期: 指导教师指导教师: 教研室主任：教研室主任： 指导教师评语指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日 成成 绩绩 评评 定定 项项 目目 权重权重 成绩成绩 1、设计过程中出勤、学习态度等方面 0.2 2、课程设计质量与答辩 0.5 3、设计报告书写及图纸规范程度 0.3 总 成 绩 教研室审核意见： 教研室主任签字： 年 月 日 教学系审核意见： 主任
2、签字： 年 月 日 摘 要 本文介绍了一种采用单片 FPGA 芯片进行出租车计费器的设计方法， 主要阐述如何 使用新兴的 EDA 器件取代传统的电子设计方法，利用 FPGA 的可编程性，简洁而又多 变的设计方法，缩短了研发周期，同时使出租车计费器体积更小功能更强大。本设计实 现了出租车计费器所需的一些基本功能，计费包括起步价、行车里程计费、等待时间计 费，同时考虑到出租车行业的一些特殊性，更注重了把一些新的思路加入到设计中。主 要包括采用了 FPGA 芯片，使用 VHDL 语言进行编程，使其具有了更强的移植性，更 加利于产品升级。 关键词：VHDL；计费器；计费器；Quartus；FPGA 目
3、 录 设计要求 . 1 1、方案论证与对比 1 1.1、方案一 . 1 1.2、方案二 . 2 1.3、方案对比与选择 . 3 2、主要模块设计 3 2.1、速度模块 . 3 2.2、计程模块 . 3 2.3、计时模块 . 4 2.4、计费模块 . 4 2.5、整体框图 . 5 3、仿真结果 5 3.1、速度模块仿真 . 5 3.2 计程模块仿真 6 3.3 计时模块仿真 6 3.4 计费模块仿真 7 3.5、整体仿真 . 7 4、 整体电路图 . 8 5、引脚锁定及测试 8 6、致谢 9 7、详细仪器清单 . 10 参考文献 11 附录 12 1 出租车计费器 设计要求设计要求 计费标准为武
4、汉起步 3 元，车行 3 公里后为 1.4 元/公里，当计费达到 20 元后，每 公里加收 50%的车费，车停止每 3 分钟增加 0.7 元。车费显示出来，有一位小数。 1 1、方案论证与对比、方案论证与对比 1.11.1、方案一方案一 如图 1 所示，方案一包含运算控制模块、分频器、显示模块这三大部分。 图 1 方案一系统框图 运算控制器模块将其他两个进行连接， 是本次设计的核心。 它包含计程器、 计时器、 计价器，同时还有读取外部的拨码开关控制信号，提供当前显示信号与显示位选信号， 从而周期性交替显示计价/计时信息、等时信息。 计程器、计时器、计价器根据位选信号，输出相应数据的当前选中数字
5、，由顶层模 块根据显示数据类型变换信号进行选择，传输给显示模块。 实验箱的时钟信号为 20MHz方波，由分频器分为 10Hz的计时信号（一个周期代表 运 算 控 制 器 分频器 时钟信号 按键控制 LED 状态显示 七段译码器 数 码 管 显 示 计时信号 计费信号序列 计程信号 3/8 译码器 分频模块 控制计数模块 显示模块 2 现实中的 1s） 、10Hz 的计程信号(一个周期代表现实中的 10m)、500Hz 的数码管扫描信 号（扫描频率 62.5Hz） 、0.2Hz的显示数据类型变换信号（变化周期 5s） 。 显示模块由实验箱上的 3/8 译码器、五个 LED 灯构成状态的指示灯、程序编写的一 个七段数码管译码器（因显示需要，原有字形“E”征用改为“” ，字形“F“改为“ ” ） 组成。 1.21.2、方案二、方案二 方案二流程介绍：分析系统设计要求不难得知，整个出租车计费系统按功能主要分 为速度模块、计程模块、计时模块和计费模块，其系统结构图如图 2 所示。 图 2 方案二系统结构图 系统接收到 reset 信号后， 总费用变为 3 元， 同时其他计数器、 寄存器等全部清零。 系统接收到 start 信号后，首先把部分寄存器赋值，总费用不变，单价 price 寄存 器通过对总费用的判断后赋为 3 元。其他寄存器和计数器等继续保持为 0。 速度模块：通过对速度信号
