基于FPGA出租車計價器課設(shè)(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基于FPGA的出租車計費器課程設(shè)計程序設(shè)計題目：出租車計費器一、設(shè)計實驗條件QuartusII7.2二、設(shè)計目標1. 實現(xiàn)計費功能。按行駛里程計費，起步價為6.00元，并在車行駛3km后按1.2元/km計費，當計費器達到或超過20元時，每千米加收50%的車費，車停止和暫停時不計費；2. 現(xiàn)場模擬汽車的起動、停止、暫停和換擋等狀態(tài)；3. 設(shè)計數(shù)碼管動態(tài)掃描電路，將車費和路程顯示出來，各有兩位小數(shù)。三、設(shè)計報告的內(nèi)容1. 前言伴隨中國經(jīng)濟的騰飛，城市化的進程也隨之加快。雖然人們出行的選擇趨于多樣化，但是出租車作為一種重要的交通工具，也為很多人作為出行的選擇。大城市里出租車

2、已經(jīng)相當普及，但是在中小城市出租車依然處于快速發(fā)展的階段。 出租車的計費方式也在發(fā)生變化，由只能顯示里程的方式變?yōu)楝F(xiàn)在的自主計費和打印發(fā)票及語音提示的智能化方式；根據(jù)出租車行業(yè)的發(fā)展需求，國內(nèi)許多生產(chǎn)廠商也制造出不同類型的計價器，傳統(tǒng)的出租車計費器經(jīng)過十幾年的使用，在穩(wěn)定性，成本等方面都具有一定的優(yōu)勢。利用FPGA設(shè)計出滿足出租車不同計費需求的計費器，去滿足當?shù)爻鲎廛嚨挠嬞M需求。這個課題在實現(xiàn)計費功能的同時，也解決了傳統(tǒng)出租車計費器系統(tǒng)的不足。出租車的需求不斷的增大，因此，出租車計費器的需求也將不斷增大，計程車的服務(wù)也顯得越來越重要，因此出租車計費器也就應(yīng)運而生了。2. 設(shè)計主體（1）設(shè)計原理

3、：假設(shè)出租車有啟動鍵、停止鍵、暫停鍵和檔位鍵。啟動鍵為脈沖觸發(fā)信號，當它為一個脈沖是，表示汽車已啟動，并根據(jù)車速的選擇和基本車速發(fā)出相應(yīng)頻率的脈沖（計費脈沖）實現(xiàn)車費和路程的計數(shù)，同時車費顯示起步價；當停止鍵為高電平時，表示汽車熄火，同時停止發(fā)出脈沖，此時車費和路程計數(shù)清零；當暫停鍵為高電平時，表示汽車暫停并停止發(fā)出脈沖，此時車費和路程計數(shù)暫停；檔位鍵用來改變車速，不同檔位對應(yīng)著不同的車速，同時路程計數(shù)的速度也不同。出租車計費器可分為兩大模塊，即控制模塊和譯碼顯示模塊，系統(tǒng)框圖如圖1所示，控制模塊實現(xiàn)了計費和路程的技術(shù)，并且通過不同的檔位控制車速。譯碼顯示模塊實現(xiàn)了十進制到4位十進制的轉(zhuǎn)換，以

4、及車費和路程的顯示。圖1 出租車計費器系統(tǒng)框圖（2）步驟： 首先設(shè)計taxi計費模塊，實現(xiàn)計費功能。起步價為6.00元，并在車行駛3km后按1.2元/km計費，當計費器達到或超過20元時，每千米加收50%的車費，車停止和暫停時不計費。taxi模塊程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity taxi isport(clk:in std_logic;-計費時鐘start:in std_logic;-汽車起動stop:in std_logic;-汽車停止pause:in st

5、d_logic;-汽車暫停speedup:in std_logic_vector(1 downto 0);-檔位（4個檔位）money:out integer range 0 to 8000;-車費distance:out integer range 0 to 8000);-路程end;architecture one of taxi isbeginprocess(clk,start,stop,pause,speedup)variable money_reg,distance_reg:integer range 0 to 8000;-車費和路程的寄存器variable num:integer

6、range 0 to 9;-控制車速的計數(shù)器variable dis:integer range 0 to 100;-千米計數(shù)器variable d:std_logic;-千米標志位beginif stop='1'then-汽車停止，計費和路程清零money_reg:=0;distance_reg:=0;dis:=0;num:=0;elsif start='1'then-汽車起動后，起步價為6元money_reg:=600;distance_reg:=0;dis:=0;num:=0;elsif clk'event and clk='1't

7、henif start='0'and speedup="00"and pause='0' and stop='0'then-1檔 if num=9 thennum:=0;distance_reg:=distance_reg+1;dis:=dis+1;else num:=num+1;end if;elsif start='0'and speedup="01"and pause='0' and stop='0'then-2檔 if num=9 thennum:=0

8、;distance_reg:=distance_reg+2;dis:=dis+2;else num:=num+1;end if;elsif start='0'and speedup="10"and pause='0' and stop='0'then-3檔 if num=9 thennum:=0;distance_reg:=distance_reg+5;dis:=dis+5;else num:=num+1;end if;elsif start='0'and speedup="11"and p

9、ause='0' and stop='0'then-4檔 distance_reg:=distance_reg+1;dis:=dis+1;end if;if dis>=100 thend:='1'dis:=0;else d:='0'end if;if distance_reg>=300 then-如果超過3km按1.2元/千米計算 if money_reg<2000 and d='1'thenmoney_reg:=money_reg+120;elsif money_reg>=2000 and

10、 d='1'thenmoney_reg:=money_reg+180;-當計費器達到20元，每千米加收50%的車費 end if;end if;end if;money<=money_reg;distance<=distance_reg;end process;end;󰀀 將輸出的費用和路程作為輸入，給decoder模塊，完成數(shù)碼管顯示功能，并且對小數(shù)點等做出明確定義。decoder程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity

11、decoder isport(clk20mhz:in std_logic;-系統(tǒng)時鐘20MHZmoney_in:in integer range 0 to 8000;-車費distance_in:in integer range 0 to 8000;-路程scan:out std_logic_vector(7 downto 0);-數(shù)碼管地址選擇信號seg7:out std_logic_vector(6 downto 0);-7段顯示控制信號（abcdefg） dp:out std_logic);-小數(shù)點end;architecture one of decoder issignal clk1

12、khz:std_logic;-1KHZ的分頻時鐘，用于掃描數(shù)碼管地址 signal data:std_logic_vector(3 downto 0);signal m_one,m_ten,m_hun,m_tho:std_logic_vector(3 downto 0);-錢數(shù)的4位十進制表示signal d_one,d_ten,d_hun,d_tho:std_logic_vector(3 downto 0);-路程的4位十進制表示begin-1KHZ分頻，用于掃描數(shù)碼管地址-process(clk20mhz)variable count:integer range 0 to 9999;beg

13、inif clk20mhz'event and clk20mhz='1'thenif count=9999 then clk1khz<=not clk1khz;count:=0;else count:=count+1;end if;end if;end process;-將車費的十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為4位十進制數(shù)-process(clk20mhz,money_in)variable comb1:integer range 0 to 8000;variable comb1_a,comb1_b,comb1_c,comb1_d:std_logic_vector(3 downto

14、 0); beginif clk20mhz'event and clk20mhz='1'thenif comb1<money_in thenif comb1_a=9 and comb1_b=9 and comb1_c=9 thencomb1_a:="0000"comb1_b:="0000"comb1_c:="0000"comb1_d:=comb1_d+1;comb1:=comb1+1;elsif comb1_a=9 and comb1_b=9 thencomb1_a:="0000"co

15、mb1_b:="0000"comb1_c:=comb1_c+1;comb1:=comb1+1;elsif comb1_a=9 thencomb1_a:="0000"comb1_b:=comb1_b+1;comb1:=comb1+1;elsecomb1_a:=comb1_a+1;comb1:=comb1+1;end if;elsif comb1=money_in thenm_one<=comb1_a;m_ten<=comb1_b;m_hun<=comb1_c;m_tho<=comb1_d;elsif comb1>money_i

16、n thencomb1_a:="0000"comb1_b:="0000"comb1_c:="0000"comb1_d:="0000"comb1:=0;end if;end if;end process;-將路程的十進制轉(zhuǎn)化為4位十進制數(shù)-process(clk20mhz,distance_in)variable comb2:integer range 0 to 8000;variable comb2_a,comb2_b,comb2_c,comb2_d:std_logic_vector(3 downto 0); be

17、ginif clk20mhz'event and clk20mhz='1'thenif comb2<distance_in thenif comb2_a=9 and comb2_b=9 and comb2_c=9 thencomb2_a:="0000"comb2_b:="0000"comb2_c:="0000"comb2_d:=comb2_d+1; comb2:=comb2+1;elsif comb2_a=9 and comb2_b=9 then comb2_a:="0000" com

18、b2_b:="0000" comb2_c:=comb2_c+1; comb2:=comb2+1; elsif comb2_a=9 thencomb2_a:="0000"comb2_b:=comb2_b+1; comb2:=comb2+1; elsecomb2_a:=comb2_a+1; comb2:=comb2+1; end if;elsif comb2=distance_in thend_one<=comb2_a;d_ten<=comb2_b;d_hun<=comb2_c;d_tho<=comb2_d;elsif comb2&g

19、t;distance_in thencomb2_a:="0000"comb2_b:="0000"comb2_c:="0000"comb2_d:="0000"comb2:=0;end if;end if;end process;-數(shù)碼管動態(tài)掃描process(clk1khz,m_one,m_ten,m_hun,m_tho,d_one,d_ten,d_hun,d_tho) variable cnt:std_logic_vector(2 downto 0);beginif clk1khz'event and cl

20、k1khz='1'thencnt:=cnt+1;end if;case cnt iswhen"000"=>data<=m_one;dp<='0'scan<="" when"001"=>data<=m_ten;dp<='0'scan<="" when"010"=>data<=m_hun;dp<='1'scan<="" when"011

21、"=>data<=m_tho;dp<='0'scan<="" when"100"=>data<=d_one;dp<='0'scan<="" when"101"=>data<=d_ten;dp<='0'scan<="" when"110"=>data<=d_hun;dp<='1'scan<="" when"111"=>data<=d_tho;dp<='0'scan<="" end case;end process;-7段譯碼-process(data)begincase data iswhen"0000"=>seg7<=""when"0001"=>seg7&