出租车计费器.doc

出租车计费器原理出租车计费器基于以下原理：一个计数器对车轮传感器送来的脉冲信号进行计数(每转一圈送一个脉冲)。这样根据不同车轮直径就可以得到在一定时间内的行驶路程， 最终一个相应的脉冲信号传给计费系统，计费系统根据该信号判别行驶状态，如过慢则认为等待等，根据不同的预设条件，计算相应费用。内容1、用VHDL语言设计一个出租车计费器；包含以下功能：计费及显示里程：五位数字，单位为km，精确到0.1km等候时间：五位数字显示分钟和秒，显示方式为xxxxx，速度小于12km/h时为等候，等候大于一小时，不显示，但进行统计计算。行驶里程费用：起步价10元，6公里内，之后超过一公里有相应价格，不同时段单价不同。显示费用，五位数字。单位为元。通过选择控制，可以显示等待时间，等待费用，行驶里程，行时费用，以及总费用。原理框图引脚分配情况CLKP25DATAOUT12AE20SELECT0A21DATAOUT11AF20SELECT1 B21DATAOUT10AC20SELECT2B22DATAOUT9AB20STARTF6DATAOUT8AE21SDBZY11DATAOUT7AF21WCLKAA10DATAOUT6U18DATAOUT19AB18DATAOUT5U17DATAOUT18V17DATAOUT4W19DATAOUT17W17DATAOUT3V18DATAOUT16AA18DATAOUT2AE22DATAOUT15AA17DATAOUT1AF22DATAOUT14AC19DATAOUT0AD21DATAOUT13AD19波形仿真1等待判别模块Start0时，随着时钟CLK1HZ的变化，每60个周期T60S出现一个跳变，这期间wclk小于20时，等待标志位DDBZ为高电平。正确。2等待计时模块的仿真在start1时，所有数据清零。Start0时，随着时钟CLK1HZ的变化，等待时间ddsj的数据相应依次增加（秒个位0000-0001-0010-0011）。正确。3总模块在start1时，所有数据清零。Start0时，随着时钟CLK1HZ的变化，CLK1HZ 60 个周期内，wclk大于20则等待时间ddsj为0，等待费用DDFY为0，行驶里程逐步变化，里程费用LCFY刚开始保持不变，因为小于起步里程，费用为起步价。行驶里程逐步变化到大于起步里程，里程费用LCFY开始增加。CLK1HZ 60 个周期内，wclk小于20则等待时间ddsj的数据相应依次增加，等待费用DDFY开始计费。当start1时，所有数据重新清零。正确。下图为方便观察，其中变化明显部分给出特写，不再赘述。VHDL源程序代码-clkgen.vhdlibrary IEEE;- 1HZuse IEEE.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity clkgen is port ( CLK : in std_logic; CLK1HZ: out std_logic );end entity;architecture clk_arch of clkgen is signal COUNT : integer range 0 to 50000000; -50MHZ -1hzbegin - 50M/1=50000000 PROCESS(CLK) BEGIN if clkevent and clk=1 then IF COUNT= 50000000 then COUNT=0; ELSE COUNT=COUNT+1; END IF; END IF; END PROCESS;PROCESS(COUNT) BEGIN IF COUNT= 5000000 THEN - 1HZ CLK1HZ=1; ELSE CLK1HZ=0; END IF;END PROCESS;end architecture;-等待判别-DDPB.VHDLibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;entity DDPB isport ( WCLK,START:in std_logic; CLK1HZ:IN STD_LOGIC; DDBZ:OUT STD_LOGIC:=0 );end;architecture behv of DDPB is SIGNAL T60S: STD_LOGIC; SIGNAL wclkc: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -脉冲计数信号，记录车轮传感器传来的数字，在60秒内BEGIN-产生60s周期性调变信号PROCESS(CLK1HZ,START)VARIABLE CNT60:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGINif start=1 then CNT60:=00000000;t60s=0;ELSIF clk1hzevent and clk1hz=1 then IF CNT60=00111100 then -60 T60S=1; CNT60:=00000000; ELSE CNT60:=CNT60+1;T60S=0; END IF; END IF; END PROCESS;-每分钟行驶距离计算进程PROCESS(WCLK,START,T60S) BEGINif start=1 then WCLKc=00000000;ELSIF WCLKevent and WCLK=1 then IF T60S=1 then - 60 s? WCLKc=00000000; ELSE WCLKc=WCLKc+1; - -计算距离，单位为10m END IF; END IF; END PROCESS;-等待标志判别进程PROCESS(WCLK,START,T60S) BEGINIF t60sevent and t60s=1 then IF WCLKc=00010100 then- - WCLKc=20十米,12km/h,比这个速度小 DDBZ=1; ELSE DDBZ=0; END IF; END IF; END PROCESS; END BEHV;-实验十四 出租车计费器-里程计算模块- LCJS.VHDlibrary IEEE;use IEEE.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity LCJS isGENERIC(-0:INTEGER:=160 ; - 06:00-22:00单价 -1:INTEGER:=180; - 其它时间 qibu:INTEGER:=60 - 起步公里数，6公里内为固定价格 -jg:INTEGER:=1000 -起步价格，6公里内为10元 ); port ( START,DDBZ,WCLK: in std_logic; XSLC : out std_logic_vector(15 downto 0); LCBZ,jfbz : out std_logic );end entity;architecture arch of LCJS is signal bms : std_logic_vector(15 downto 0); -百米数signal bms1:integer range 0 to 99999;signal jfbz1:std_logic; begin PROCESS(start,wclk)variable sms :std_logic_vector(7 downto 0); - 十米数 BEGINif start=1 then -new cycle,not wait,running sms:=00000000; bms=0000000000000000; - 百米数 lcbz=0;elsif wclkevent and wclk=1 then if ddbz=0 then - 行驶中 if sms=00001010 then -10次计数，100m sms:=00000000; bms=qibu then -6km大于起步里程, 60 00m lcbz=1; end if ; else sms:=sms+1; end if; end if; end if;end process;-里程计算结果输出 xslc=bms;- 里程计算结果转换BMS1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1jfbz1=0;end case;end process;-计费标志去毛刺 process(wclk,jfbz1)begin if wclkevent and wclk=1 then jfbz=jfbz1;end if ;end process;end arch;-实验十四 出租车计费器-里程计费模块- LCJF.VHDlibrary IEEE;use IEEE.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity LCJF isGENERIC(SD0:INTEGER:=160; - 06:00-22:00单价,1.6元 SD1:INTEGER:=180; - 其它时间1.8元 qibu:INTEGER:=60; - 起步公里数，6公里内为固定价格 qbjg:INTEGER:=1000 -起步价格，6公里内为10元 ); port ( START,DDBZ: in std_logic; -开始，等待标志 LCBZ,jfbz,SDBZ: in std_logic; - 里程，计费，时段标志 LCFY : out std_logic_vector(15 downto 0) - 行驶产生的费用 );end entity;architecture arch of LCJF is signal LCFY1: std_logic_vector(15 downto 0); -里程费用缓存 begin PROCESS(start,LCBZ,jfbz,SDBZ) BEGINif start=1 then -new cycle,not wait,running LCFY1=0000000000000000; -CLEAR OLD VALUES elsif JFBZevent and JFBZ=1 then - 计费了 if ddbz=0 then - 运行中 if LCBZ=0 then -6KM 以内，起步以内 LCFY1=0000000000000000; elsif LCBZ=1 then -6KM 以上，超过起步 if SDBZ=0 then -时段0 LCFY1=LCFY1+SD0; - 相应费用 elsif SDBZ=1 then -时段1 LCFY1=LCFY1+SD1; end if; end if; end if;end if;end process;lcfy=lcfy1+qbjg;- 此处费用为：没有超过6千米时为10元，超过了为(10超过的里程时段单价 end arch;-实验十四 出租车计费器-等待计时模块- DDJS.VHDLibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;entity ddjs isport ( DDBZ,START:in std_logic; -等待标志 ，开始 CLK1HZ:IN STD_LOGIC; - 时钟 DDSJ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0);- 等待时间 XDBZ:OUT STD_LOGIC - 标志 );end;architecture behv of ddjs is SIGNAL XIDENG: STD_LOGIC; SIGNAL MS,MG,FS,FG:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN-产生60s周期性调变信号PROCESS(CLK1HZ,START,DDBZ) BEGINif start=1 then MS=0000; MG=0000; FS=0000; FG=0000;ELSIF clk1hzevent and clk1hz=1 then IF DDBZ=1 then - 等待中 IF MG=9 then MG=0000; -十进制计数秒数十位计算 IF MS=5 then MS=0000; -6进制计数秒数十位计算 IF MG=9 then MG=0000; -十进制计数分数个位计算 IF MS=5 then MS=0000; -6进制计数分数十位计算 XIDENG=1;FS=0000; - 等待够一个小时标志 ELSE FS=FS+1; -分数十位计算 END IF; ELSE FG=FG+1; -分数个位计算 END IF; ELSE MS=MS+1; -秒数十位计算 END IF; ELSE MG=MG+1; -秒数十位计算 END IF; END IF; END IF; END PROCESS;XDBZ=XIDENG; DDSJ(15 downto 12)=fs;DDSJ(11 downto 8)=fg;DDSJ(7 downto 4)=ms;DDSJ(3 downto 0)=mg;end behv;-实验十四 出租车计费器-等待计费模块- LCJF.VHDlibrary IEEE;use IEEE.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity DDJF is- 每分钟等待费用定义 ，单位为分GENERIC(DD0:INTEGER:=20; - 一小时以内20分每分钟，5分钟一元 DD1:INTEGER:=33 - 一小时以上33分每分钟,每小时20元 - qibu:INTEGER:=60; - 起步公里数，8公里内为固定价格 - qbjg:INTEGER:=1000 -起步价格，8公里内为10元 ); port ( START,DDBZ,XDBZ,CLK1HZ: in std_logic; -开始，等待标志 DDFY : out std_logic_vector(15 downto 0) -等待费用 );end entity;architecture arch of DDJF is signal DDFY1 : std_logic_vector(15 downto 0); -里程费用缓存SIGNAL T60S: STD_LOGIC;SIGNAL CNT60:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); begin -产生60s周期性调变信号PROCESS(CLK1HZ) BEGINIF clk1hzevent and clk1hz=1 then IF CNT60=60 then CNT60=00000000;T60S=1; ELSE CNT60=CNT60+1;T60S=0; END IF; END IF; END PROCESS; -等待费用计算进程PROCESS(DDBZ,XDBZ,T60S,START) BEGINif start=1 then -new cycle,not wait,running DDFY1=0000000000000000; -CLEAR OLD VALUES elsif T60Sevent and T60S=1 then - 够60秒 if ddbz=1 then - 等待 if xdbz=0 then -1小时以内 DDFY1=DDFY1+DD0; - 相应费用 elsif XDBZ=1 then -1小时以内以上 DDFY1=DDFY1+DD1; end if; end if; end if;end process;ddfy=ddfy1; end arch;-实验十四 出租车计费器-输出控制模块，带有总费用计算及输出- SCKZ.VHDlibrary IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;use ieee.std_logic_unsigned.all;-use ieee.std_logic_arith.all;entity SCKZ is port ( SEL : in std_logic_vector(2 downto 0); -选择显示控制信号 DDSJ : in std_logic_vector(15 downto 0); -等待时间 DDFY : in std_logic_vector(15 downto 0); -等待费用 XSLC : in std_logic_vector(15 downto 0); -行驶里程,百米为单位 LCFY : in std_logic_vector(15 downto 0); -行驶产生的费用 BCDCode : out std_logic_vector(19 downto 0) -输出显示, 已转换成BCD码 );end entity;architecture arch of SCKZ is signal ZFY : std_logic_vector(15 downto 0); -总费用 signal i_data :std_logic_vector(15 downto 0);- 输出数据缓存 signal ww,qw,bw,shw,gw:std_logic_vector(3 downto 0);- begin -process(se) ZFY=LCFY+DDFY; -计算总费用 I_DATA=DDSJ WHEN SEL=000 ELSE DDFY WHEN SEL=001 ELSE XSLC WHEN SEL=010 ELSE LCFY