电子课程设计--基于Verilog的出租车计费器

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1、 电子课程设计 基于 Verilog 的出租车计费器 学院：电子信息工程学院 目录 0 引言 1 设计任务与要求 2 总体框图 3 器件选择 4 功能模块 5 Verilog HDL 程序 6 功能仿真 7 硬件下载 8 总结 基于 Verilog_HDL 的出租车计费器 引言 Verilog HDL 是一种硬件描述语言 （HDL:Hardware Discription Language） ， 是 一种用文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言， 用它可以表示逻辑电 路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。 Verilog HDL 和 VHDL 是目前世界上最流行的两种

2、硬件描述语言， 都是在 20 世纪 80 年代中期开发出来的。现在，随着系统级 FPGA 以及片上系统的出现， 软硬件协同设计和系统设计变得越来越重要。 传统意义上的硬件设计越来越倾向 于与系统设计和软件设计相结合。 随着出租车行业的发展，对出租车计费器的要求也越来越高，用户不仅要求 计费器性能稳定计费准确，而且要求在乘坐出租车时，显示起步价、行车里程二 部分， 由自动计费器自动记录。 安装在与汽车轮相连接的传感器在汽车行进时向 自动计费器发送脉冲信号， 在一定的公里数内， 按起步价计费； 超过这一里程后， 自动计费器按里程计费；超过一定费用后，则则增加里程费用；如果停车等候， 则不收费。 一

3、、设计任务与要求 设计一个出租车计费器，能按路程计费，具体要求如下： 1 、实现记费功能，记费标准为：按行驶里程记费，起步价为 6.00 元，并在 3km 后按 1.20 元/km 记费，当记费器达到或超过 20 元时，每公里加收 50%的车 费，车停止和暂停时不记费。 2、 现场模拟功能：能模拟汽车启动，停车及暂停和换档等状态。 3、设计动态扫描电路，将车费和里程显示出来，各有两位小数。 二、总体框图 设计思路：假设出租车有启动键、暂停键、加速键和档位键。 1、启动键为脉冲触发信号，当它开始发出脉冲时表示汽车启动，并根据车速的 选择和基本车速发出相应频率的脉冲（计费脉冲）实现车费和路程的计数

4、， 2、当停止键为高电平时，表示汽车熄火，停止发出脉冲，此时车费和路程计数 清零； 3、当暂停键为高电平时，表示汽车暂停并停止发出脉冲，此时车费和路程计数 暂停 4、档位键用来改变车速，不同的档位代表不同的车速，同时路程计数的速度也 不同。当档位键键分别取 0、1、2、3 时路程的计数逐渐加快，表示车速逐渐加 快。 5、出租车计费器分为两大模块即控制模块及译码显示模块。系统框图如上图所 启动 暂停 换挡 计费时钟 停车 控 制 模 块 显示模块 示。 控制模块根据车速选择和基本车速发出响应频率的脉冲驱动计费器和路程显 示进行计数，当处于停止状态时暂停发出脉冲，此时计费器和里程显示相应的停 止计

5、数。译码显示模块实现了十进制到四位十进制的转换。以及车费和路程的显 示。 三、三、器件选择 硬件：本实验所使用的实硬件：本实验所使用的实验箱是验箱是 EL-EMCU-I 实验箱，它是集实验箱，它是集 EDA/CPLD/FPGA 和 MCU 的开发为一体的综合性实验，此实验箱所使用芯片是 Altera 公司生产的 Cyclone 系列 EPIC12Q240C8 芯片。还用到了实验箱外围接口 电路：8 段数码管显示单元及其周围端口、按键控制单元。 软件：软件： 使用了Quartus II9.1(32-Bit)软件、 其软件中所使用的芯片有 Cyclone IV E:EP4CE6E22C8、Cycl

6、one:EP1C6Q240C8。 四、功能模块 1、计费功能 计费标准为：按行驶里程收费，起步费为 6.00 元，并在车行 3 千米后按 1.2 元 /km 当计费器达到或超过 20 元时，每千米加收 50%的车费，车停止不计费。 2、实现预置功能 能预置起步费，每千米收费，加收费 当启动键 start 为高电平时，预置起步费 6.00 元， 3、模拟功能 模拟汽车启动，停止，暂停，车速等状态 （1）当启动键 start 为高电平时汽车启动，开始发出脉冲，从而开始计费和路 程的增加 （2）当停止键 stop 为高电平时汽车熄火， 停止发出脉冲， 车费和路程计数清零。 （3）当暂停键 pause 为高电平时汽车暂停，停止发出脉冲，车费和路程暂停。 （4）当档位键 speedup 都为低电平 00 时，车速为 1 档，每来 10 个脉冲路程增 加 10 米 当档位键 speedup 高位为低电平，低位为高电平即 01 时，车速为二档，每 来 10 个脉冲路程增加 20 米 当档位键 speedup 高位为高电平，低位为低电平即 10 时，车速为三档每来 10 个脉冲路程增加 50 米 当