出租车计费系统VHDL

1、EDA课程设计：出租车计费系统学生姓名：所在班级：指导老师：完成时间：一、课程设计目的 1、综合运用EDA技术，独立完成一个课题的设计，考察运用所学知识，解决实际问题的能力； 2、结合理论知识，考察阅读参考资料、文献、手册的能力； 3、进一步熟悉EDA技术的开发流程，掌握文件编辑、编译、仿真、下载验证等环节的实现方法和应用技巧；二、课程设计要求 实际中出租车的计费工作原理一般分成3个阶段： （1）车起步开始计费。首先显示起步价（本次设计起步费为7.00元）,车在行驶3 km以内，只收起步价7.00元。 （2）车行驶超过3 km后,按每公里2.2元计费（在7.00元基础上每行驶1 km车费加2.

2、2元）,车费依次累加。 （3）行驶路程达到或超过9 km后(车费达到20元)，每公里加收50%的车费,车费变成按每公里3.3元开始计费。车暂时停止（行驶中遇红灯或中途暂时停车）不计费，车费保持不变。若停止则车费清零，等待下一次计费的开始三、基本设计思想 1、 根据出租车计费原理，将出租车计费部分由5个计数器来完成分别为counterA，counterB，counterC，counterD，counterE。计数器A完成车费百位。计数器B完成车费十位和个位。计数器C完成车费角和分。计数器D完成计数到30（完成车费的起步价）。计数器E完成模拟实现车行驶100 m的功能。 2、行驶过程中车费附加50

3、%的功能：由比较器实现。 3、车费的显示:由动态扫描电路来完成。用专用模块来实现，完成数据的输入即动态数据的显示。 4、通过分析可以设计出系统的顶层框图如图3.1所示：图3.1 系统的顶层框图四、出租车计费系统的实现 1、 系统的总体框图图4.1 系统总体框图 2、 程序流程图车开始启动里程不计数里程计数里程显示计费器计数车费显示车跑完一次后车费、里程清零YESYESYESNONO图4.2程序流程图3、系统各功能模块的实现 （1）模块JIFEI的实现： 图4.3 模块JIFEI模块JIFEI见图4.3。输入端口START、STOP、PAUSE、JS分别为汽车起动、停止、暂停、加速按键。libr

4、ary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity jifei is port (clk,start,stop,pause,js:in std_logic;chefei,luc:out integer range 0 to 8000);end jifei;architecture rtl of jifei isbeginprocess(clk,start,stop,pause,js)variable a,b:std_logic;variable aa:integer range 0 to 100

5、;variable chf,lc:integer range 0 to 8000;variable num:integer range 0 to 9; beginif(clk'event and clk='1')thenif(stop='0')thenchf:=0;num:=0;b:='1'aa:=0;lc:=0;elsif(start='0')thenb:='0'chf:=700;lc:=0;elsif(start='1' and js='1'and pause='

6、1')thenif(b='0')thennum:=num+1;end if;if(num=9)thenlc:=lc+5;num:=0;aa:=aa+5;end if; elsif(start='1'and js='0'and pause='1')thenlc:=lc+1;aa:=aa+1;end if;if(aa>=100)thena:='1'aa:=0;elsea:='0'end if;if(lc<300)thennull;elsif(chf<2000 and a=

7、9;1')thenchf:=chf+220;elsif(chf>=2000 and a='1')then chf:=chf+330; end if;end if;chefei<=chf;luc<=lc;end process;end rtl;（2）模块X的实现：模块X见图4.4。该模块把车费和路程转化为4位十进制数，daclk的频率要比clk快得多图4.4 模块Xlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity x is port(daclk:

8、in std_logic;ascore,bscore:in integer range 0 to 8000;age,ashi,abai,aqian,bge,bshi,bbai,dqian:out std_logic_vector(3 downto 0);end x ;architecture rtl of x isbegin process(daclk,ascore) variable comb1:integer range 0 to 8000;variable comb1a,comb1b,comb1c,comb1d:std_logic_vector(3 downto 0);begin if(

9、daclk'event and daclk='1')then if(comb1<ascore)thenif(comb1a=9 and comb1b=9 and comb1c=9)thencomb1a:="0000"comb1b:="0000"comb1c:="0000"comb1d:=comb1d+1;comb1:=comb1+1;elsif(comb1a=9 and comb1b=9)thencomb1a:="0000"comb1b:="0000"comb1:=c

10、omb1+1;comb1c:=comb1c+1;elsif(comb1a=9)thencomb1a:="0000"comb1b:= comb1b+1;comb1:= comb1+1;elsecomb1a:= comb1a+1;comb1:= comb1+1;end if;elseashi<= comb1b;age<= comb1a;abai<= comb1c;aqian<= comb1d;comb1:=0;comb1a:="0000"comb1b:="0000"comb1c:="0000"c

11、omb1d:="0000"end if;end if;end process;process(daclk,bscore)variable comb2:integer range 0 to 8000;variable comb2a,comb2b, comb2c,comb2d:std_logic_vector(3 downto 0);beginif(daclk'event and daclk='1')thenif(comb2<bscore)thenif(comb2a=9 and comb2b=9 and comb2c=9)thencomb2a:=&

12、quot;0000"comb2b:="0000"comb2c:="0000"comb2d:=comb2d+1;comb2:=comb2+1;elsif(comb2a=9 and comb2b=9)thencomb2a:="0000"comb2b:="0000"comb2:= comb2+1;comb2c:= comb2c+1;elsif(comb2a=9)thencomb2a:="0000"comb2b:=comb2b+1;comb2:=comb2+1; elsecomb2a:= co

13、mb2a+1;comb2:= comb2+1;end if;elsebshi<=comb2b;bge<=comb2a;bbai<=comb2c;bqian<=comb2d;comb2:=0;comb2a:="0000"comb2b:="0000"comb2c:="0000"comb2d:="0000" end if;end if;end process; end rtl;（3）模块XXX1的实现：模块XXX1见图4.5。经过该八进制模块将车费和路程显示出来。 图4.5 模块XXX1 libr

14、ary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity XXX1 isport(c:in std_logic_vector(2 downto 0);dp:out std_logic;a1,a2,a3,a4,b1,b2,b3,b4:in std_logic_vector(3 downto 0);d:out std_logic_vector(3 downto 0);end XXX1;architecture rtl of xxx1 isbegin process(c,a1,a2,a3,a4,b1,b2,

15、b3,b4)variable comb:std_logic_vector(2 downto 0);begin comb:=c; case comb is When"000"=>d<=a1; dp<='0' When"001"=>d<=a2; dp<='0'When"010"=>d<=a3; dp<='1'when"011"=>d<=a4;dp<='0' When"100&

16、quot;=>d<=b1;dp<='0' when"101"=>d<=b2;dp<='0' when"110"=>d<=b3;dp<='1'when"111"=>d<=b4;dp<='0'when others=>null;end case;end process;end rtl;（4）模块SE的实现：模块SE见图4.6图4.6 模块SElibrary ieee;use ieee.std_log

17、ic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity se isport(clk:in std_logic;a:out std_logic_vector(2 downto 0);end se;architecture rtl of se isbeginprocess(clk)variable b:std_logic_vector(2 downto 0);begin if(clk'event and clk='1')thenif(b="111")thenb:="000"elseb:=b

18、+1;end if;end if;a<=b;end process;end rtl;（5） 模块DI的实现：模块DI见图4.7图4.7 模块DElibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity di isport(d:in std_logic_vector(3 downto 0);q:out std_logic_vector(6 downto 0);end di;architecture rtl of di isbeginprocess(d)begincase d isWhen&

19、quot;0000"=>q<="0111111"when"0001"=>q<="0000110"when"0010"=>q<="1011011"when"0011"=>q<="1001111"when"0100"=>q<="1100110"when"0101"=>q<="1101101"when&

20、quot;0110"=>q<="1111101"when"0111"=>q<="0100111"when"1000"=>q<="1101111"when others=>q<="1101111"end case;end process;end rtl;4、系统仿真 （1）模块X的仿真结果：将车费和路程转换成4位的十进制如图4.8所示：输入端为：Daclk, ascore, bscore 输出端为：Age, ashi,

21、aqian, abai, bge, bshi, bqian, bbai; 图4.8 模块X仿真波形图 （2）模块JIFEI的仿真结果：该模块是模拟汽车的启动、停止、暂停、加速按键，如图4.9所示： 输入端口为：stop, start, pause, js； 输出端口为：clk, b；图4.9 模块JIFEI仿真波形图 （3）模块XXX1的仿真结果：该模块是将车费和路程显示出来如图4.10所示输入端为：c, a1,a2,a3,a4,b1,b2,b3,b4；输出端为：dp,d；图4.10 模块XXX1仿真波形图 （4）模块SE的结果验证：模块SE仿真如图4.11所示：输入端为：clk输出端为：a图4.11模块SE仿真波形图 （5）模块DI的结果验证：模块DI仿真的结果如图4.12所示 输入端为：d 输出端为：q图4.12 模块DI仿真波形图5、 结