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课程设计(论文)任务书____________学院__________________专业_______________班一、课程设计(论文)题目出租车计费器课程设计__________________________二、课程设计(论文)工作自2014年1月6日起至2014年1月17日止。三、课程设计(论文）地点：电子测控实验室_____________________四、课程设计(论文）内容要求：1)课程设计任务:___________________________________________________________出租车计费器(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、及起价三部E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脉冲。_________________________________________________________________(4)用LED显示行驶公里数，两个数码管显示收费金额。2)课程设计论文编写要求____________________________________________________(1)课程设计任务及要求__________________________________________________(2)总体电路设计(3)模块设计一-给出各个模块的详细设计思路—(4)管脚绑定一-列表或截图给出管脚绑定情况_______________________________(5)仿真及FPGA开发板调试-一给出运行仿真波形截图，分析运行结果。—(6)设计体会与小结一-设计遇到的问题及解决办法，通过设计学到了哪些新巩固了哪些知识，有哪些提高。_________________________________________(7)参考文献（必须按标准格式列出，可参考教材后面的参考文献格式）(8)报告按规定排版打印，要求装订平整，否则要求返工;_______________________2014年1月17日(9)课设报告的装订顺序如下：封面一-任务书一-中文摘要-一目录一一正文一-附录(代码及相关图片）4)课程设计进度安排_________________________________________________________进度安排:本设计持续10天，其中最后一天为答辩时间。___________________________________第1-2天：讲解题目，准备参考资料，检查、调试实验软硬件，进入设计环境设计方案和验证方案的准备；^第3-4天：完成设计与验证方案，经指导老师验收后进入模块电路设计；^第5-7天：完成模块电路设计，进行代码输入，并完成代码的初步仿真；^第8_9天：代码功能仿真正确，约束设计，综合、下载，实现设计目标，并指导^验收设计；整理设计资料，撰写报告、准备答辩；^第10天：验收合格后进行答辩。学生签名：____________2014年1月6日课程设计(论文)评审意见(1)学习态度（10分)••优（）、良（）、中（）、一般（）、差（)(2)系统设计（20分)：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）(3)代码调试（20分)：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）(4)回答问题（20分)：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）(5)论文撰写（30分)：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）评阅人：______________职称：讲师(10)严禁抄袭，如有发现，按不及格处理。3)课程设计评分标准：(1)学习态度：10分(2)系统设计：20分(3)代码调试：20分(4)回答问题：20分(5)论文撰写：30分。中文摘要我国在70年代开始出现出租车，但那时的计费系统大都是国外进口的，不但不不够准确，而且价格还十分昂贵。随着改革开放的日益深入，出租车行业的发展势头已十分突出，国内各机械厂纷纷推出国产计价器。刚开始出租车计价器的功能从刚才开始的只显示路程，到能够自主计费，以及现在能够打印发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。随着旅游业的发展，出租车行业已成为城市的窗口，象征着一个城市的文明程度。出租车计费器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车最重要的工具。它关系着双方的利益。具有良好的性能的计价器无疑是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很重要的。因此，汽车计价器的研究也是十分有应用价值的。本设计就是采用VHDL硬件描述语言作为设计手段，采用自顶向下的设计思路，得到出租车计价系统的硬件结构，通过QuartusII9.0软件下进行设计、仿真，再在EDA试验箱进行硬件仿真，使各项指标符合设计要求，具有一定的实用性。基于VHDL语言的FPGA芯片稳定性好，抗干扰能力强，外围电路少，执行速度快，适合像出租车计价器的这种较复杂的电路设计。我是用分频模块、计时模块、计程模块、计费模块以及显示模块这五个模块来设计方案的。通过分别对时间和里程的计数，再由时间和里程计数时产生的控制信号来控制计费的方式，从而控制计费。关键字：EDAVHDL语言出租车计费器录一、课程设计任务及要求................................1二、总体电路设计1三、模块设计2四、管脚绑定6五、仿真及FPGA开发板调试77\设计体会与小结...................................10七、参考文献11八、附录12EDA技术课程设计报告1一、课程设计任务及要求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。设计思路：我打算用分频模块、计时模块、计费模块、计程模块、显示模块组成。再在计时模块和计程模块引出控制信号控制计费模块的计费方式，以实现不同状态下的收费方式。由于考虑到要方便观察现象，于是我分了1Hz和10Hz两个频率出来。假设出租车有启动键、暂停键。启动键（start)为电平触发信号，当它高电平时，表示出租车有载客，汽车启动，并根据暂停键（stop)的状态实现车费和路程以及等待时间的计数。暂停键（stop)也为电平触发信号，当暂停键（stop)为高电平时，表示汽车在等待，等待时间计数，等待时间计费也开始计数。否则，暂停键（stop)为低电平时，表示汽车在行驶，此时计算行驶里程，并按照里程单价计算收费金额。因为数码管只有八个，而我要用到四个数码管显示收费金额，四个数码管显示行驶里程，两个数码管显示等待时间，两个数码管分别显示等待时间单价和行驶里程单价。因此我用切屏显示，再增加一个使能键，实现切屏显示。等待时间的计费由每等十分钟产生的timeout信号来控制，行驶里程计费由大于三公里产生的distanceout信号来控制。EDA技术课程设计报告2三、模块设计3.1分频模块因为出租车有计算等待时间模块，所以要有计时脉冲，我用开发板上的lKHz的时钟频率分频成1Hz的脉冲，在经过60进制计数器，从而得到等待时间计时的实现。为了方便看到行驶里程的计数，将lKHz的时钟频率再分频成10Hz的脉冲，作为里程计数脉冲。图2.1总体设计思路图2.2显示模块设计思路EDA技术课程设计报告3硬件电路1KHz时钟分频分频|1Hz秒脉冲〇10Hz里程计数脉冲图3.2计时模块流程图图3.1分频模块3.2计时模块我通过分频模块得到秒脉冲，在利用秒脉冲作为60进制加1计数器的时钟，从而实现等待时间的分钟计时，另外只有start(启动键)为高电平时，stop(暂停键）也为高电平时，计时模块才开始计时，并且只要start没有为低电平清零，下一次计时会接着上次的数幵始计时。EDA技术课程设计报告43.3计程模块我通过分频模块得到lKHz的100分频10Hz作为里程计数的脉冲，一个脉冲10m,最大量程为99.99km，每一个100分频的上升沿到来，里程计数就加l〇m，与此同时，大于三公里产生一个distanceout信号为‘1’。用distanceout来控制行驶中的计费方式。我通过stop输入信号将计费模块分成两部分，stop=‘1’时代表汽车停下来等候，开始等候时间的计数，并且由等候时间每过十分钟所产生的的尖脉冲来进行加法计数。stop=‘0’时由里程计数器按照里程脉冲计数，并且由distanceout信号控制计费器小于三公里时收起步价，大于三公里时在起步价的基础上按照与里程计数器一样的时钟进行计数。分频模块大于三公里时控制里程计数器信号distanceout为高电平计费模块EDA技术课程设计报告5等候计费里程计费TV总计费金额图3.5显示模块图3.4计费模块设计思路3.5显示模块由于我需要十六个数码管显示实验结果，而试验箱上只有八个数码管，于是我考虑老师建议的切屏，在控制位选信号时多加一个使能端，使能端en为‘0’时显示第一屏，使能端en为‘1’时显示第二屏。我利用的是数码动态扫描显示，即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉与人眼的视觉暂留作用，使人感觉好像各位数码管都在同时显示。EDA技术课程设计报告6四、管脚绑定elk接的是开发板lKHz时钟，en(切屏使能端）接的是琴键QK1，start(启动键）接的是琴键QK2，stop(暂停键)接的是琴键QK3,enableO(修改等候时间单价)接琴键QK4,enablel(修改公里单价)接琴键QK5,sel_out(位选信号）接数码管位选控制信号，seg从低位到高位依次接数码管段信号。ToLocationI/OBankI/OStandard1O^dkPIN_15233.3-VLVTTL2U^enPIN一13533.3-VLVTTL3UpstartPIN-13633.3-VLVTTL4UnstopPir〇3733.3-VLVTTL5_1^*enableOPINJ3833.3-VLVTTL6enable1PIN_13933.3-VLVTTL7t^seL〇ut[0]PIN一313.3-VLVTTL8^sel_out[l]PIN一413.3-VLVTTL9C^seL〇ut[2]PIN一513.3-VLVTTL10t^seg[0]PIN-17533.3-VLVTTL1113^seg[l]PIN一17633.3-VLVTTL1213^seg[2]PIN_17733.3-VLVTTL13t^seg[3]PINJ7833.3-VLVTTL14i^seg[4]PIN一17933.3-VLVTTL15t^seg[5]PINJ8033.3-VLVTTL16HE^seg[6]PINJ13.3-VLVTTLEDA技术课程设计报告7〕ps2.56us5.12us7.68us10.24us12.8us15.36us17.92us_______i________i________j_________j_________j_________i________i11.225nsNameVduerTmTTTTrrnrrrnrrrcr^nxnmrrT^s