1、數字邏輯電路課程設計出租車計費器的設計計算機學院 軟件工程 1401趙雷 3140608027出租車計費器的設計一、系統設計任務及要求（1 ）能實現計費功能，計費標準為：按行駛里程收費，起步價為7.00元，并在車行3千米后再按2元/千米，當總費用達到或超過 40元時，每千米收費4元，客戶端需要停車等待時 按時間收費，計費單價每 20秒1元。（2）設計動態掃描電路：以十進制顯示出租車行駛的里程與車費，在數碼管上顯示（前四 個顯示里程，后三個顯示車費）。（3） 用VHDL語言設計符合上述功能要求的出租車計費器，并用層次化設計方法設計該電 路。（4）完成電路全部設計后，通過系統試驗箱下載驗證設計的正

2、確性。二、系統設計方案根據系統設計設計要求不難得知，整個出租車計費系統按功能主要分為速度選擇模塊、計程模塊、計時模塊、計費模塊 4個模塊。車速控制模塊計數器模塊譯 碼模 塊動態掃描電路模塊10 / 11頂層原理圖1.速度模塊： 通過對速度信號 sp 的判斷，決定行使的路程，這里是通過速度信號來模擬一 個變量的取值。 如 kinside 變量， 其含義是行進 100m 所需的時鐘周期數， 然后每行進 100m， 則產生一個脈沖 clkout 來驅動計費模塊。VHDL 語言：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_un

3、signed.all;entity Taxi_part1 isport(clk,reset,start,stop:in std_logic;sp :in std_logic_vector(2 downto 0);clkout :out std_logic);end Taxi_part1;architecture behavior of Taxi_part1 isbeginprocess(clk,reset,stop,start,sp)type state_type is(s0,s1);variable s_state:state_type;variable cnt:integer range

4、0 to 1400;variable kinside:integer range 0 to 1400;begincase sp iswhen 000= kinside:=0;when 001= kinside:=1400;when 010= kinside:=1200;when 011= kinside:=1000;when 100= kinside:=800;when 101= kinside:=600;when 110= kinside:=400;when 111= kinside:=200;end case;if(reset=1) then s_state:=s0;elsif(clkev

5、ent and clk=1) thencase s_state iswhen s0=cnt:=0;clkoutclkout=0;if(stop=1) then s_state:=s0; - 相當于無客戶上車elsif(sp=000) then s_state:=s1; - 有客戶上車，但車速位 0，即客戶剛 上車還未起步elsif(cnt=kinside) then cnt:=0;clkout=1; s_state:=s1;else cn t:=c nt+1; s_state:=s1;end if;end case;end if;end process;end behavior;2計程模塊：由

6、于一個clkout信號代表行進100m，故通過對clkout計數，可以獲得共行進 的距離kmcount。VHDL語言：library ieee;use ieee.std _lo gic_1164.all;use ieee.std_logic_ un sig ned.all;en tity Taxi_part2 isport(clkout,reset:i n std_logic;kmc nt1:out std_logic_vector(3 dow nto 0);kmc nt2:out std_logic_vector(3 dow nto 0);kmc nt3:out std_logic_vect

7、or(3 dow nto 0);end Taxi_part2;architecture behavior of Taxi_part2 isbeginprocess(clkout,reset)variable km_reg:stdo gic_vector(11 dow nto 0);beginif(reset=1) then km_reg:=0;elsif(clkoutevent and clkout=1) then-km_reg(3 downto 0)對應里程十分位if(km_reg(3 downto 0)=1001)thenkm_reg:=km_reg+0111;-十分位向個位的進位處理el

8、se km_reg(3 dow nto 0):=km_reg(3 dow nto 0)+0001;end if;if(km_reg(7 downto 4)=1010)thenkm_reg:=km_reg+01100000;-個位向十位的進位處理end if;end if;kmc nt1=km_reg(3 dow nto 0);kmc nt2=km_reg(7 dow nto 4);kmc nt3waittime:=0;timeco un tif(sp=OOO) then t_state:=t2; else waittime:=0;t_state:=t1; end if;whe n t2 =wa

9、ittime:=waittime+1;timecoun t=0;if(waittime=1000) the ntimecount=1：-20s,即1000個clk，產生一個時間計費脈沖waittime:=0;elsif(stop=1) then t_state:=t0;elsif(sp=000) then t_state:=t2;else timeco un t=0) then price=0100; else Price=0011)or(kmcnt3=0001) then Enable=1;else Enable=0;end if;end process; kmmoney2:process(

10、reset,clkout,clk,Enable,Price,kmcnt2) variable reg2:std_logic_vector(11 downto 0); variable clkout_cnt:integer range 0 to 10;begin20s 加一元if(reset=1) then cash1001) thenreg2(7 downto 0):=reg2(7 downto 0)+00000111; if(reg2(7 downto 4)1001) then cash =reg2+0;else cash=reg2;end if;else cash00001001) the

11、n reg2(7 downto 0):=reg2(7 downto 0)+00000110+price; if(reg2(7 downto 4)1001) thencash=reg2+0;else cash=reg2;end if;else cash=reg2+price;end if;else clkout_c nt:=clkout_c nt+1;end if;end if;end if;end process;coun t1=cash(3 dow nto 0);-總費用的個位coun t2=cash(7 dow nto 4);-總費用的十位cou nt3=cash(11 dow nto 8

12、);-總費用的百位end behavior;5顯示模塊：時間的顯示需要用到全部8個數碼管，由于實驗板上的所有數碼管均對應同一組7段碼，因此，需要采用動態掃描的方式實現時間顯示。VHDL語言：library ieee;use ieee.std _lo gic_1164.all;use ieee.std_logic_ un sig ned.all;en tity display isport(clk:in std_logic;kmco un t1:i n std_logic_vector(3 dow nto 0);kmco un t2:i n std_logic_vector(3 dow nto

13、0);kmco un t3:i n std_logic_vector(3 dow nto 0);coun t1:i n stdo gic_vector(3 dow nto 0);coun t2:i n stdo gic_vector(3 dow nto 0);coun t3:i n std_logic_vector(3 dow nto 0);clkout:out std_logic_vector(6 downto 0); sel:buffer std_logic_vector(2 downto 0);end display;architecture dtsm of display issignal key:std_logic_vector(3 downto 0);beginprocess(clk)variable dount:std_logic_vector(2 downto 0):=000; beginif rising_edge(clk) thenif dount=111 thendount:=000;elsedount:=dount+1;end if;end if;selkeykeykeykeykeykeykeykeynull;end case;end process;process(key)begincase key iswhen 0000=