EDA课程设计-出租车计价系统

1. 设计思路分析1. 实验要求设计一个出租车计价器，要求显示里程和金额。起步和到达停车时要求有声音提示；行程小于基本里程时，显示起步价，基本里程、起步价要求可通过按键自己设定；行程大于基本里程时，每多行一公里，在起步价上加X元，X可由按键设定；当出租车等待时，由司机按下等候键，每等待一分钟加Y元，Y可由按键设定；用脉冲信号模拟轮胎的转数，设每计一个脉冲汽车前进100米，系统中所需脉冲均由实验箱的50MHz晶振分频提供。2. 根据要求确定模块及其分析1. 按键消抖模块： 分析：由于外部按钮在动作时必然产生抖动，若不消除则容易导致多次检测到边沿而产生错误判断。 功能：此模块用于消除产生的抖动波形。2. 50MHz分频模块： 分析：要求100m产生的脉冲，并且需要等待计价和声音提示，所以有必要对50MHz进行分频成分钟、秒钟和发声频率。将系统所有需要用到的频率，由此模块产生，使程序模块化分工明确。 功能：此模块模拟出车行驶100m产生的脉冲，并完成每1Km产生一个脉冲输出；产生1s、1min、蜂鸣器鸣叫所需的频率方波。3. 蜂鸣器控制模块： 分析：题目要求只有在起步和到达停车时要求有声音提示，所以需要检测起步和停止这两个状态，然后决定是否发声。功能：完成检测当前状态并决定是否驱动蜂鸣器。4. 设置数据存储器模块： 分析：对起步价、基本里程、每公里价格及等待价格都是可用户设定的，所以通过按键对这些数据进行设定，为了方便操作，需对输入按键的读取采用模式选择形式。为了对其他模块的兼容性，采用当前模式状态输出。 功能：设置并寄存起步价、基本里程、每公里价格及等待价格。5. 停止复位模块： 分析：由于停止是在系统任何情况下都能进行的，所以建立单独的模块对复位进行动作，输出复位时钟。 功能：检测是否复位系统本次运行。6. 数据检测模块： 分析：要对行驶路程及价格进行计数处理，所以需要设计一个模块读取外部寄存器的相关数据，结合外部脉冲，处理这些数据，从而得出所需的数据。 功能：对获取模拟脉冲、时间及设置信息并进行处理，决定输出内容，如价格，行驶里程，或设置状态下的起步价、基本里程等。7. 数据显示处理模块： 分析：由于数码管显示代码和实际数据不同，所以需要进行转换，对于显示排列及显示滚动均由一个模块完成，使得显示情况和外部数据状态无关，即外部模块只需给值，无需决定其因如何显示。简化其他数据处理模块的程序。 功能：将获得的数据转换为数码管显示的代码，并完成移动显示功能。8. 数码管显示模块： 分析：读取7段代码，进行八位数码管扫描显示。 功能：显示获得的数据代码。2. 系统结构设计及分析1.系统系统的总体模块图: 2. 系统引脚分配图:3.系统各功能模块的实现：1. 按键消抖模块：a.模块图 带自保持消抖按钮模块 不带带自保持消抖按钮模块b.仿真波形c.实现思想：采用抽样比较的方式进行消抖，即连续对输入抽样，比较抽样十次数据是否相等，相等则使得输出为十次相等的值，否则继续抽样。实际中抽样频率保持在1KHz。2. 50MHz分频模块a.模块图b.仿真波形3. 蜂鸣器控制模块：a.模块图b.仿真波形c.实现思想：当输入开始按钮按下并为启动状态，或结束按钮按下且为结束状态，蜂鸣器输出频率方波驱动蜂鸣器。4. 设置数据存储器模块：a.模块图b.仿真波形c.实现程序：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity set isport(upBut,dnBut,setKey,cmod1,cmod2:in std_logic; bs,sp,xp,yp:out std_logic_vector(3 downto 0); dismod:out std_logic );end;architecture one of set issignal modc:std_logic_vector(1 downto 0);signal bst,spt,xpt,ypt:std_logic_vector(3 downto 0);signal cKey:std_logic;beginmodc = cmod2 & cmod1;bs = bst;sp = spt;xp = xpt;yp = ypt;cKey dismod dismod dismod dismod null;end case;end if;end process;process(cKey)beginif cKeyevent and cKey = 1 thenif setKey = 1 thencase modc iswhen 00 = if upBut = 1 then bst = bst + 1;else bst if upBut = 1 then spt = spt + 1;else spt if upBut = 1 then xpt = xpt + 1;else xpt if upBut = 1 then ypt = ypt + 1;else ypt null;end case;end if;end if;end process;end;5. 停止复位模块：a.模块图b.仿真波形c.实现思想：由于在数据检测模块中对1km或1min 产生的脉冲检测间隔过长，进程无法瞬间检测结束脉冲而复位数据，所以此模块采用和检测脉冲异或的方式，将复位电平转化为复位频率方波，从而解决无法及时复位或程序复杂化的缺点。6. 数据检测模块：a.模块图b.仿真波形c.说明：根据mod1和mod2决定当前模块工作状态，从而从不同数据口读读取数据并进行处理，同时输出相应的数据。7. 数据显示处理模块：a.模块图b.仿真波形c.说明：mven为滚动显示时能端，outV即为经value1和value2转换后的数码管显示代码，即每个数码管的各段对应一位数据线，8为数码管对应56位。a.模块图b.仿真波形c.实现方法：采用动态扫描的方式实现。3.系统使用说明总结：通过本次两个星期的EDA课程设计，加深了我对VHDL的理解，并能够熟悉运用QuartusII 开发环境。并且在不断的实物实践中，让我学会了怎样去发现问题和解决问题的方法，对实物操作能力也有了