EDA出租车计费器课设文档格式.docx

1、星期五： 答辩星期六-星期天：撰写课程设计报告附：课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图）；三、主要功能的实现；四、系统调试与仿真；五、总结与体会；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）；七、评分表。一、出租车计费系统的总体设计1.1 出租车计费设计 本系统为出租车计费系统，有计费、计里程、复位、显示等功能，当按下reset复位键（S1）后开始重新计费和计里程数（复位，计费

2、回复为起步价，里程清空），起步价是6元/2公里，往后汽车每行使1公里计费增加1元。在2公里内，只有计公里数增加，计费不变，当超过两公里后开始跳表。公里数每增加100米，公里数自增0.1公里，公里数每增加1000米，计费自增1元。（根据生活中打的的实际情况，当路程在0-1.9公里时，计费一直显示6元，当路程跳为2公里（满两公里），计费自增1，此后每次进位计费都要自增1）1.2 基本设计思想 本实验要完成的任务就是设计一个简单的出租车计费器，要求起步价是3元，开行1公里，以后1元/1公里。时钟输入为1KHz的系统时钟，直流电机模块每转一圈输出一个脉冲信号给CPU，另外用按键模块S1来作为整个系统的

3、复位按钮，每复位一次，计费器开始重头计费。直流电机模块用来模拟出租车的车轮子，每转动一圈认为是行走1米，所以每旋转1000圈，认为车子前进1公里。系统设计是需要检测电机的转动情况，每转一周，计米计数器增加1。 直流电机每转一圈输出一个脉冲（pulse）信号（但由于本人使用的箱子有问题，故用clk时钟代替pulse脉冲），用按键S1 来作为整个系统的复位按钮（reset），每按下复位键，计费器从头开始计费，里程数清零。脉冲pulse每转1000圈视为汽车行走了1公里，本人以0.1公里为单位进行程序编写。每当pulse上升时，进行计数信号count自增1，当count到达99时，就会在下一次判断时

4、进入里程数和计费数的增加，公里数每增加100米，公里数自增0.1公里，在两公里以前，需要作出判断，计费应该保持6元起步价不变，当2公里以后（根据打的的实际情况，包括2公里），公里数每增加1000米（每进一位），计费自增1元。显示也是本系统的重要步骤，我通过clk时钟和信号move8控制数码管的移位，clk每上升一次，move8移动一位，再用两个case语句控制选段和输出显示。每当clk上升，控制数码管的信号就会移动一位，再通过第一个case语句锁定移动到的需要显示的数码管，然后通过第二个case语句将对应数码管上所需要显示的值（money0-3，kilometre0-3）显示在数码管上，dis

5、p7-0分别对应数码管上的小数点、gfedcba。二、出租车计费系统的功能实现2.1 系统的总体框图 该系统由计费、记里程、脉冲、选段、显示几个部分组成，为了尽可能减少竞争与冒险，本人将该系统写入了一个进程中，在这一个进程中，计费和里程都由pulse脉冲来决定是否增加，显示部分则有clk上升后的不断扫描显示，系统总体框图如下：2.2 程序流程图 1.脉冲流程图 Y N N Y N Y 2.计费、计里程流程图N YN NN Y YNN 3.显示流程图 Y N2.3系统各功能模块的实现library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_log

6、ic_unsigned.all;entity taxi is -实体，设置输入、输出 port（reset:in std_logic; pulse: -脉冲，转1圈为1米，控制计费、计里程 clk: -时钟，控制显示 sel:out std_logic_vector（7 downto 0）; -选择数码管 disp: -选择发光数字 money_0:out std_logic_vector（3 downto 0）; -输出四位费用 money_1: money_2: money_3: kilometre_0: -输出四位里程，其中一位为小数 kilometre_1: kilometre_2:

7、kilometre_3:out std_logic_vector（3 downto 0）;end entity taxi;architecture functions of taxi is -结构体 signal count:integer range 0 to 100; -计脉冲数，每100次0.1公里清零1次 signal money0:std_logic_vector（3 downto 0）; signal money1: signal money2: signal money3: signal kilometre0: signal kilometre1: signal kilometr

8、e2: signal kilometre3: signal move8:std_logic_vector（2 downto 0）; -控制数码管选位，不断移动 signal a : -接收计费、计里程数，控制数码管显示 signal b :std_logic; -控制公里数第二位的小数点显示 begin process（pulse,reset,clk） -进程，三个敏感信号 begin if reset=0 then -reset=0，复位 kilometre0=0000; kilometre1 kilometre2 kilometre3 money00110 money1 money2 mo

9、ney3 elsif pulseevent and pulse=1 then -否则，当脉冲小于或大于等于100次时 if count100 then count=count+1; elsif kilometre09 then -公里第一位小于9，第一位加1 kilometre0=kilometre0+0001 kilometre1=kilometre1; kilometre2=kilometre2; kilometre3=kilometre3; count=0; -只要进入以下判断，都会清零，重新计数 elsif kilometre10 or kilometre20 or kilometre

10、30 then -当第二位大于2时或更高位不为0时（大于2公里），开始计费 -由于计程车都是在新进一公里时就跳表，所以在低位为9时就 -要加钱，如2.1公里时计费就应该显示6+1=7元，以下相同代码 -均表示相同的意思 if money09 then money0=money0+ else money0 if money19 then money1=money1+ else money1 if money29 then money2=money2+ else money2 if money39 then money3=money3+ else money3 end if; end if; el

11、sif kilometre29 and kilometre1=9 and kilometre0=9 then -当前两位为9，第 -三位小于9时 =kilometre2+ if money0 else money0 if money1 else money1 if money2 else money2 if money3 else money3 elsif kilometre39 and kilometre2=9 and kilometre1=9 and kilometre0=9 then -当前三位均为9，第四位小于9时=kilometre3+ elsif kilometre3=9 and

12、kilometre2=9 and kilometre1=9 and kilometre0=9 then -当四位均为9时，清零 end if; end if; if clkevent and clk= then -时钟控制显示，每上升一次，move8移动一次 move8sel10000000a=money0;b= when 00101000000=money1;01000100000=money2；01100010000=money3;10000001000=kilometre0;1010000010011000000010 b11100000001 end case; if b= then

13、-当需要显示的是公里的第二位时（个位），需要小数点 -将a送入的数据通过数码管显示 case a is when dispnull; else -当需要显示的是其他位数据时，不需要小数点 case a is 00111111 -000110000 -101011011 -201001111 -301100110 -401101101 -501111101 -600000111 -701111111 -801101111 -9 end process;money_0 -输出money_2=money2;money_1money_3kilometre_0kilometre_1kilometre_2

14、kilometre_3end architecture functions; -结束三、系统调试与仿真实验编写和仿真环境：Quartus II 9.0 （64-Bit）/ Windows 7 （64-Bit）1.编写程序和编译：程序编写完成后，成功通过编译。2.参数设置：设置end time为10s，设置pulse为1ms，设置clk为100ms。3.设置复位：在仿真后观察复位是否有效，若复位无效则可能是代码有错误。4.仿真：从大体图可以看出，0-1.9公里时，计费为起步价2元，没有出现跳表的情况当公里数跳到2.0公里时，计费跳表为7元，此后公里数每加1，计费跳表一次。下图为当公里数到达5公里

15、时，计费显示为10元，计费器进位，公里进位和计费进位均可正常实现。将end time 设置为100s后观察，各项结果也是正确无误的。5.执行复位：当reset置为0时复位，里程数清零，计费器调回起步价6元。6.选位sel：通过clk时钟上升控制move8不断移位，不断扫描，通过case语句来控制sel的值，决定哪一位数码管亮，并同时将所要显示的内容赋给a，a在下一个case语句中作为判断条件控制显示什么数字。通过仿真结果可以看出，sel可以正常工作，不断地从sel7扫描到sel0；美中不足的是依然存在一些毛刺，但是通过接入工具箱看到的实际情况是，该毛刺不会影响系统正常运行，无混乱跳表的情况出现

16、。7.控制显示disp：将上一个case语句中的a（存放计费、计公里数）作为下一个case的判断条件，通过不断扫描来显示各个数码管上所要显示的数字。由下图可以得知，在0-335.544ms之间，disp显示的数值为“”、“”，数码管转化为所需要显示的数字则为6、0，对应上个截图中sel选位，sel正好在sel7时显示为6，sel5-6时，为0，可见数码管中只有计费的第一位为6，其余位数均为0，可见当前正在起步价（初始）状态，当1.342s左右，disp7为1，说明扫描到了计公里数的个位（表面该位带小数点），对应上图sel2，sel2正好是控制公里数个位，所以也符合要求，当选到其他位数码管时，d

17、isp7均为0，都满足要求，虽然disp内也存在毛刺，但是并没有影响实验的实际运行效果。四、总结与体会 本周我们进行了EDA的课程设计，感受了VHDL语言编程的方法和技巧，在这几天的学习时间里，我感受到了VHDL语言和其他编程语言的不同，通过独立完成课程设计，使我更加熟悉了该语言，了解了该语言方面的知识，纠正了在学习过程中经常犯的一些问题和逻辑思维上的错误，这一次的课程设计让我受益匪浅。EDA是电子设计自动化（Electronic design Automation）的缩写，EDA是一门用途广泛的学科，它以计算机为工具，在EDA平台上用VHDL语言完成设计仿真下载，通过这门学科，我们可以把我们的思想转化为现实，所以学好EDA这门课程是非常重要的。本次我的EDA课程设计题目为出租车计费器系统，该系统要求能够与现实生活中的士车上的计费器实现相同的功能。在做这个课题之前，我先进行了思考和步骤的罗列，但是还是没有考虑完善