EDA技术课程设计-出租车自动计费系统.doc
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1、东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 EDA技术课程设计 题 目 出租车自动计费系统 院 系 电子科学学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学生学号 070901140520 指导教师 2011年 3 月11日东北石油大学课程设计任务书课程 EDA技术课程设计题目 出租车自动计费系统专业 电子信息工程 姓名 学号 070901140520主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容:设计一个最大量程为99.99元的出租车自动计费,计费器具有行车里程计费、等候时间计费及起价三部分功能,并用数码管显示车费的数目。基本要求:1、设计一个出租车自动计费器,具有行车里程计费、等候时间计费、及起价三
2、部分,用四位数码管显示总金额,最大值为99.99元;2、行车里程单价1元/公里,等候时间单价0.5元/10分钟,起价3元(3公里起价)均能通过人工输入。3、行车里程的计费电路将汽车行驶的里程数转换成与之成正比的脉冲数,然后由计数译码电路转换成收费金额,实验中以一个脉冲模拟汽车前进十米,则每100个脉冲表示1公里,然后用BCD码比例乘法器将里程脉冲乘以每公里单价的比例系数,比例系数可由开关预置。例如单价是1.0元/公里,则脉冲当量为0.01元/脉冲。4、用LED显示行驶公里数,两个数码管显示收费金额。主要参考资料:1 潘松著.EDA技术实用教程(第二版). 北京:科学出版社,2005.2 康华光
3、主编.电子技术基础 模拟部分. 北京:高教出版社,2006.3 阎石主编.数字电子技术基础. 北京:高教出版社,2003.完成期限 2011.3.11 指导教师 专业负责人 2011年 3月7日一、总体设计思想1.基本原理可以使用汽车的里程计数脉冲,也可以在车轮上加装电磁继电器,在每行驶一定里程发出一次脉冲。在本实验中假设每10米发出一次脉冲。时间信号可以通过电容电感振荡电路或晶体振荡电路产生分频取得。本实验中使通过实验箱的固定脉冲产生模块取得。基于CPLD的出租车计费器的组成如下图所示。各部分主要功能包括:信号输入模块对车轮传感器传送的脉冲信号进行计数(每转一圈送一个脉冲),并以高低脉冲模拟
4、出租汽车启动、停止、暂停、加速按钮,具有输入信号作用;数据转换模块将计费模块输出的车费和路程转换成4位的十进制数据;译码动态扫描模块将路程与费用的数值译码后用动态扫描的方式驱动数码管;数码管显示模块将公里数和计费金额均用4位LED数码管显示(2位整数,2位小数)。2.设计框图系统框图二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路(1)分频模块分频模块是对系统时钟频率进行分频。将外部时钟CLK经过适当的分频后,产生1HZ的基准时钟信号,提供给电路系统中各有模块作为计时。这里主要是一个计数器实现时钟的分频,当累加到预置的数值后输出高电平,否则输出低电平,从而实现时钟的分频。(2)控制模块计价器控制模块主要
5、完成对计价器状态的控制。 控制模块的仿真波形图(3)计量模块计量模块是2个100进制计数器,输入的每10米一次脉冲经一次100进制计数获得每km一次的脉冲,由100进制计数输出为2个4位2进制BCD码。接显示模块,得到计程(0-99km)。计时部分:计算乘客的等待累计时间。等候时间计费需将等候时间转换成脉冲个数,用每个脉冲表示的金额与脉冲数相乘即得计费数,例如100个脉冲表示10分钟,而10分钟收费0。5元,则脉冲当量为0。05元/脉冲,如果将脉冲当量设置成与行车里程计费相同(0。01元/脉冲),则10分钟内的脉冲数应为500个。计程部分:计算乘客所行驶的公里数。计程器的量程为99km,满量程
6、后自动归零。计量模块的仿真波形图(4)计费模块计费模块是设计中的关键模块,也是最难的模块。逻辑复杂,要求多。使用前两模块中的分钟信号作为时间输入,千米信号作为路程输入。使用2个特殊编写的10进制计数器对时间和里程计数。并且在里程计数设置ENT输出,在计费小于3元是钳制角金额输出为零。但是角计费照常只是不显示。在金额超过3元时显示。再使用一十进制计数器进行十元计数。 计费模块仿真波形图(4)译码显示模块: 译码显示模块完成计价、计时和计程数据显示。计费数据送入译码显示模块进行译码,最后送至以十元、元、角为单位对应的数码管上显示。计程数据送入译码显示模块进行译码,最后送至以KM为单位的数码管上显示
7、。 2、模块设计和相应模块程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CHUZUCHE ISPORT( CLK: IN STD_LOGIC; -系统时钟 START: IN STD_LOGIC; -计费开始信号 STOP: IN STD_LOGIC; -行驶中,中途等待停止信号 FIN: IN STD_LOGIC; -1KM脉冲信号 CHA3,CHA2,CHA1,CHA0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3
8、 DOWNTO 0); -计费输出信号 KM1,KM0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -行驶公里数 MIN1,MIN0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -等待时间输出END ENTITY CHUZUCHE ;ARCHITECTURE BEHAVE OF CHUZUCHE IS SIGNAL Q_1: INTEGER RANGE 0 TO 99; SIGNAL W: INTEGER RANGE 0 TO 59;SIGNAL C3,C2,C1,C0: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNA
9、L K1,K0: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL M1: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); SIGNAL M0: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL TEMP0,TEMP1: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL F_1: STD_LOGIC; SIGNAL EN0,EN1: STD_LOGIC;BEGINFEIPIN:PROCESS(CLK,START)BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF START=0 THEN F_1
10、 =0; Q_1 =0; ELSE IF Q_1=99 THEN Q_1=0; F_1=1; ELSE Q_1=Q_1+1; F_1=0; END IF; END IF; END IF;END PROCESS;PROCESS(FIN)BEGIN IF FINEVENT AND FIN=1 THEN IF START=0 THEN K1=0000; K0=0000; ELSIF STOP=0 THEN IF K0=1001 THEN K0=0000; IF K1=1001 THEN K1=0000; ELSE K1=K1+1; END IF; ELSE K0=K0+1; END IF; END
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