EDA程序设计-出租车计费器

1  系统设计

1.1 设计要求

1.1.1 设计任务

设计并制作一台出租车计费器。

1.1.2 性能指标要求

① 用EDA实训仪的I/O设备和FPGA实现出租车计费器的设计。

② 出租车起步开始计程和计费，计程系统按实际公里数计程，计费系统首先显示起步价（如7.0），车行驶2km以内，只收起步价7元。

③ 出租车行驶超过2km后，按每公里1.6元在7.0元的基础上增加。

④ 出租车行驶超过10km后（或超过20元路费），每公里加收50％的车费，即车费变为每公里2.4元。

⑤ 出租车达到目的地后，（用一个按钮）计程和计费数据清零，为下一次计费开始。

1.2 设计思路及设计框图

1.2.1设计思路

计程和计费都是十进制位的输入，通过脉冲实现计数。计程通过分频器的输出作为输入，产生的秒脉冲以实现计数功能。计费在LED数码管上分为个位十位（例如起步价为7元，显示器上显示70，三公里时为86......），计程器和计费器在一个程序内完成，分频器用另一个程序完成，并将程序都生成一个元器件，用图形法级联在一起。上硬件仿真后，打开开关输入脉冲，通过上升沿触发使路程计算加一，并使总路计算模块加一，到达相应的公里数后没每公里收费也随之改变。

1.2.2总体设计框图

2.1 总体电路图

2.2 分频器模块

module  fpq_(clk,KS,clk_1s);

input  clk,KS;

output  reg  clk_1s;

reg[26:0]  qs;

always    @(posedge   clk)

if(KS==1)

begin

if(qs==49999999)      qs=0;

else   qs=qs+1;

if(qs==24999999)   clk_1s=0;

else  clk_1s=1;

end

endmodule

分频器

2.3计程计费器模块

module CZCJFQ(clk,clrn,clk2,L1,L2,L3,L4,L5,L6);

input  clk,clrn,clk2;

output L1,L2,L3,L4,L5,L6;

wire[15:0] Q;

reg[7:0]  km;

reg[11:0]  ZJ;

reg  clk1;

reg [6:0] L1,L2,L3,L4,L5,L6;

initial    clk1=1;

always  @(posedge   clk^clk2   or  negedge   clrn)

begin

if(~clrn)   km[3:0]=0;

else   begin

if(km[3:0]==9)   km[3:0]=0;

else  km[3:0]=km[3:0]+1;

if(km[3:0]==9)  clk1=0;

else   clk1=1;

end

end

always  @(posedge  clk1 or  negedge  clrn)

begin

if(~clrn)     km[7:4]=0;

else  begin

if( km[7:4]==9)   km[7:4]=0;

else  km[7:4]= km[7:4]+1;

end

end

initial   ZJ[11:0]=70;

always   @(posedge  clk^clk2  or  negedge   clrn)

begin

if(~clrn) ZJ[11:0]=70;

else   begin

if(ZJ[11:0]>9999)   ZJ[11:0]=70;

else  if(km[7:0]>'h9)   ZJ[11:0]=ZJ[11:0]+24;

else  if(km[7:0]>'h1)   ZJ[11:0]=ZJ[11:0]+16;

else  ZJ[11:0]=ZJ[11:0];

end

end

assign{Q[3:0]}={ZJ[11:0]}%10;

assign{Q[7:4]}={ZJ[11:0]}/10%10;

assign{Q[11:8]}={ZJ[11:0]}/100%10;

assign{Q[15:12]}={ZJ[11:0]}/1000;

路程计费器模块

2.4 组合逻辑模块(部分)

always@ (Q[0],Q[1],Q[2],Q[3])

begin

case ({Q[3],Q[2],Q[1],Q[0]})

4'B0000:L1=7'B1000000;

4'B0001:L1=7'B1111001;

4'B0010:L1=7'B0100100;

4'B0011:L1=7'B0110000;

4'B0100:L1=7'B0011001;

4'B0101:L1=7'B0010010;

4'B0110:L1=7'B0000010;

4'B0111:L1=7'B1111000;

4'B1000:L1=7'B0000000;

4'B1001:L1=7'B0010000;

4'B1010:L1=7'B0001000;

4'B1011:L1=7'B0000011;

4'B1100:L1=7'B1000110;

4'B1101:L1=7'B0100001;

4'B1110:L1=7'B0000110;

4'B1111:L1=7'B0001110;

endcase

end

always@ (Q[4],Q[5],Q[6],Q[7])

begin

case ({Q[7],Q[6],Q[5],Q[4]})

4'B0000:L2=7'B1000000;

4'B0001:L2=7'B1111001;

4'B0010:L2=7'B0100100;

4'B0011:L2=7'B0110000;

4'B0100:L2=7'B0011001;

4'B0101:L2=7'B0010010;

4'B0110:L2=7'B0000010;

4'B0111:L2=7'B1111000;

4'B1000:L2=7'B0000000;

4'B1001:L2=7'B0010000;

4'B1010:L2=7'B0001000;

4'B1011:L2=7'B0000011;

4'B1100:L2=7'B1000110;

4'B1101:L2=7'B0100001;

4'B1110:L2=7'B0000110;

4'B1111:L2=7'B0001110;

endcase

end

.......

3  调试过程

在编程代码和编译过程经常出现问题，尤其是always@(*)语句上经常出错，以及在下载到硬件仿真的时候LED数码管没有反应，在向老师求助答疑后加入了些组合逻辑模块，修改过后的程序能正常编译，之后将程序下载到硬件中，打开开关检查路程计算能正常运行，路程计费计算功能正常，可以达到验收标准。

4  功能测试

4.1 测试仪器与设备

计算机一台

EDA实训仪

4.2 性能指标测试

打开开关后输入脉冲可产生路程计算，随着路程的递增费用也按要求递增，按下按键后数据可清零，也可以通过按下按键自行增加路程。

仿真波形图（部分模块）

需要全部资料可在我的资源里下载，包括程序文档、源程序。

需要完整的资料可在我的资源里下载，也可以加入我的纷传圈子，里面有资源压缩包的百度网盘下载地址及提取码。

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