出租車自動計費系統(tǒng)

1、大 慶 石 油 學(xué) 院課 程 設(shè) 計課 程 EDA技術(shù)課程設(shè)計 題 目 出租車自動計費系統(tǒng) 院 系 電子科學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級 電子信息工程 學(xué)生姓名 xxxx 學(xué)生學(xué)號 06xxx1140124 指導(dǎo)教師 xxxxxxx 2010年 3 月12日大慶石油學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書課程 EDA技術(shù)課程設(shè)計題目 出租車自動計費系統(tǒng) 專業(yè) 電子信息工程 姓名 學(xué)號 060 140124主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等主要內(nèi)容：設(shè)計一個最大量程為99.99元的出租車自動計費，計費器具有行車里程計費、等候時間計費及起價三部分功能，并用數(shù)碼管顯示車費的數(shù)目。基本要求：1、設(shè)計一個出租車自動計費器，具有行車里程計費

2、、等候時間計費、及起價三部分，用四位數(shù)碼管顯示總金額，最大值為99.99元；2、行車里程單價1元/公里，等候時間單價0.5元/10分鐘，起價3元（3公里起價）均能通過人工輸入。3、行車里程的計費電路將汽車行駛的里程數(shù)轉(zhuǎn)換成與之成正比的脈沖數(shù)，然后由計數(shù)譯碼電路轉(zhuǎn)換成收費金額，實驗中以一個脈沖模擬汽車前進十米，則每100個脈沖表示1公里，然后用BCD碼比例乘法器將里程脈沖乘以每公里單價的比例系數(shù)，比例系數(shù)可由開關(guān)預(yù)置。例如單價是1.0元/公里，則脈沖當(dāng)量為0.01元/脈沖。4、用LED顯示行駛公里數(shù)，兩個數(shù)碼管顯示收費金額。主要參考資料：1 潘松著.EDA技術(shù)實用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版

3、社,2005.2 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.3 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003.完成期限 指導(dǎo)教師 專業(yè)負責(zé)人 2010年 3月8日一、總體設(shè)計思想1.基本原理可以使用汽車的里程計數(shù)脈沖，也可以在車輪上加裝電磁繼電器，在每行駛一定里程發(fā)出一次脈沖。在本實驗中假設(shè)每10米發(fā)出一次脈沖。時間信號可以通過電容電感振蕩電路或晶體振蕩電路產(chǎn)生分頻取得。本實驗中使通過實驗箱的固定脈沖產(chǎn)生模塊取得?；贑PLD的出租車計費器的組成如下圖所示。各部分主要功能包括：信號輸入模塊對車輪傳感器傳送的脈沖信號進行計數(shù)(每轉(zhuǎn)一圈送一個脈沖)，并以高低脈沖

4、模擬出租汽車啟動、停止、暫停、加速按鈕，具有輸入信號作用；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊將計費模塊輸出的車費和路程轉(zhuǎn)換成4位的十進制數(shù)據(jù)；譯碼動態(tài)掃描模塊將路程與費用的數(shù)值譯碼后用動態(tài)掃描的方式驅(qū)動數(shù)碼管；數(shù)碼管顯示模塊將公里數(shù)和計費金額均用4位LED數(shù)碼管顯示(2位整數(shù)，2位小數(shù))。2.設(shè)計框圖上電寫入程序，后由RST(清零)信號置低電平開始。分別控制計時和計程EN開始或停止計費。計程和計費中每km或分鐘發(fā)一次脈沖給計費模塊。這三個模塊的數(shù)據(jù)處理信息通過總線輸送到顯示模塊。進行譯碼。譯碼輸出位選和七段數(shù)碼管顯示信息。由外圍電路：74ls138和八位七段數(shù)碼管顯示。前3位金額后四位為里程和計時。中間一位為F，實

5、際可以使用特殊的數(shù)碼管顯示元。行車里程等車時間起 步 價BCD碼比例乘法器BCD碼比例乘法器比例 (每轉(zhuǎn)一圈送一個脈沖)。不同車型的車輪直徑可能不一樣，通過“設(shè)置1”對車型做出選擇，以實現(xiàn)對不同車輪直徑的車進行調(diào)整。(2)B計數(shù)器對百米脈沖進行累加，并輸出實際公里數(shù)的BCD碼給譯碼動態(tài)掃描模塊。每計滿500送出一個脈沖給C計數(shù)器?！霸O(shè)置2”實現(xiàn)起步公里數(shù)預(yù)制。(3)C計數(shù)器實現(xiàn)步長可變(即單價可調(diào))的累加計數(shù)，每500米計費一次?！霸O(shè)置3”用來完成超價加費、起步價預(yù)制等。(4)譯碼動態(tài)掃描將路程與費用的數(shù)值譯碼后用動態(tài)掃描的方式驅(qū)動數(shù)碼管。(5)數(shù)碼管顯示將公里數(shù)和計費金額均用四位LED數(shù)碼管

6、顯示(三位整數(shù)，1位小數(shù))。 等車單價里程單價脈沖數(shù)求和計數(shù)器譯碼器顯示器脈沖電路出租車計費器框圖二、設(shè)計步驟和調(diào)試過程1、總體設(shè)計電路計程模塊是2個100進制計數(shù)器，輸入的每10米一次脈沖經(jīng)一次100進制計數(shù)獲得每km一次的脈沖，由100進制計數(shù)輸出為2個4位2進制BCD碼。接顯示模塊，得到計程（0-99km）。計時部分：計算乘客的等待累計時間。等候時間計費需將等候時間轉(zhuǎn)換成脈沖個數(shù)，用每個脈沖表示的金額與脈沖數(shù)相乘即得計費數(shù)，例如100個脈沖表示10分鐘，而10分鐘收費0。5元，則脈沖當(dāng)量為0。05元/脈沖，如果將脈沖當(dāng)量設(shè)置成與行車里程計費相同（0。01元/脈沖），則10分鐘內(nèi)的脈沖數(shù)應(yīng)

7、為500個。計程部分：計算乘客所行駛的公里數(shù)。計程器的量程為99km，滿量程后自動歸零。顯示模塊輸入計費、計時，計程數(shù)據(jù)總線通過掃描脈沖選擇一個BCD碼進行譯碼，每掃描一次進行一位顯示。所以掃描脈沖適當(dāng)取高一點。考慮視覺暫留25幀乘8得200Hz以上為好。實際實驗中使用了5859Hz。其他RST信號，每10米，1Hz，74ls38三位八線選擇器，八位七段數(shù)碼管由外圍設(shè)備和電路提供。 2、模塊設(shè)計和相應(yīng)模塊程序2.1計數(shù)器原理：通過分別設(shè)計計程計費計時模塊完成各自功能。2.2計程模塊原理使用4位十進制計數(shù)器封裝成為8位一百進制計數(shù)器。對于外部每10米的里程脈沖，經(jīng)計數(shù)可以每km輸出進位脈沖一次。

8、再用一百進制計數(shù)器對其進行計數(shù)。通過對計數(shù)輸出信號的譯碼可以得到里程顯示。2.3計時模塊原理使用1Hz的外部脈沖信號，使用5位60進制計數(shù)器。可以得到每分鐘一次的脈沖輸出。再使用一百進制計數(shù)器對其進行計數(shù)。通過對計數(shù)輸出信號的譯碼可以得到時間顯示。2.4計費模塊原理計費模塊是設(shè)計中的關(guān)鍵模塊，也是最難的模塊。邏輯復(fù)雜，要求多。使用前兩模塊中的分鐘信號作為時間輸入，千米信號作為路程輸入。使用2個特殊編寫的10進制計數(shù)器對時間和里程計數(shù)。并且在里程計數(shù)設(shè)置ENT輸出，在計費小于3元是鉗制角金額輸出為零。但是角計費照常只是不顯示。在金額超過3元時顯示。再使用一十進制計數(shù)器進行十元計數(shù)。2.5顯示模塊

9、原理通過使用74ls138和七段數(shù)碼管進行顯示和顯示位選擇。這要求輸出使用3位輸出為位選，對其譯碼得到數(shù)碼管地址，7位數(shù)據(jù)在相應(yīng)數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。2.6綜合通過VHDL和原理圖的混合設(shè)計完成對各模塊的編寫，連接。時間.LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY TAXI IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC; START:IN STD_LOGIC; STOP:IN STD_LOGIC; FIN:IN ST

10、D_LOGIC; CHA3,CHA2,CHA1,CHA0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); KM1,KM0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); MIN1,MIN0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);END TAXI;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 D

11、OWNTO 0); SIGNAL K1,K0 :STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL M1:STD_LOGIC_VECTOR(3 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; BEGIN FEIPIN:PROCESS(CLK,START) BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF

12、START=0 THEN F_1=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=K

13、0+1; END IF; END IF; END IF;END PROCESS;PROCESS(F_1)BEGINIF F_1EVENT AND F_1=1 THENIF START =0 THEN W=0; M1=0000; M0=0000; ELSIF STOP =1 THEN IF W=59 THEN W=0; IF M0=1001 THEN M0=0000; IF M1=0101 THEN M1=0000; ELSE M1=M1+1; END IF; ELSE M0=M0+1; END IF; ELSE W=W+1; END IF; END IF; END IF;END PROCESS

14、;PROCESS(CLK)BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF START =0 THEN EN0=0; EN1=0; ELSIF STOP =0 THEN EN000000011 THEN EN0=1; ELSE EN0=0; END IF; ELSIF STOP =1 THEN EN000000010 THEN EN1=1; ELSE EN1=0; END IF; END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CLK,START) VARIABLE C13,C15:INTEGER; BEGIN IF START=0 THEN C3=00

15、00; C2=0000; C1=0101; C0=0000; C13:=0; C15:=0; TEMP0=0000;TEMP1=0000; ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN IF (EN0=1) THEN IF (C1313) THEN C13:=C13+1; IF (C13=1) THEN TEMP0=K0; END IF; IF C0=1001 THEN C0=0000; IF C1=1001 THEN C1=0000; IF C2=1001 THEN C2=0000; IF C3=1001 THEN C3=0000; ELSE C3=C3+1; END IF;

16、ELSE C2=C2+1; END IF; ELSE C1=C1+1; END IF; ELSE C0=C0+1; END IF; ELSIF(K0/=TEMP0) THEN C13:=0; END IF;ELSIF(EN1=1) THEN IF(C1515) THEN C15:=C15+1; IF(C15=1) THEN TEMP1=M0; END IF;IF C0=1001 THENC0=0000; IF C1=1001 THEN C1=0000;IF C2=1001 THEN C2=0000; IF C3=1001 THEN C3=0000; ELSE C3=C3+1;END IF;EL

17、SEC2=C2+1;END IF;ELSEC1=C1+1;END IF;ELSEC0=C0+1;END IF;ELSIF(M0/=TEMP1) THEN C15:=0;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(F_1)BEGINIF F_1 EVENT AND F_1=1 THENIF START =0 THEN MIN1=0000; MIN0=0000; KM1=0000; KM0=0000;CHA3=0000;CHA2=0000;CHA1=0000;CHA0=0000; ELSE MIN1=M1;MIN0=M0; KM1=K1;KM0=K0; CHA

18、3=C3;CHA2=C2;CHA1=C1;CHA0=C0; END IF; END IF; END PROCESS;END BEHAVE;3、仿真及仿真結(jié)果分析仿真圖4、實驗調(diào)試結(jié)果由仿真圖可知，該程序可以實現(xiàn)任務(wù)書中所要求的計費系統(tǒng)的功能，包括行車里程計費、等候時間計費及起價三部分，并通過加法器計算出總費用。三、結(jié)論及心得體會通過這次課程設(shè)計使我鞏固了自己所學(xué)習(xí)的EDA的知識,增強了動手能力，也使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。參考資料主要參考資料：1 潘松著.EDA技術(shù)實用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版社,2005.2 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.3 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003