【正文】 4 同，每轉(zhuǎn)一圈行進(jìn)路程也不同，因此每公里計(jì)的 CLK 次數(shù)也會(huì)不同，車輪越大計(jì)的 CLK數(shù)越少。 主要功能模塊設(shè)計(jì) 車速比較模塊 車速比較模塊如下圖所示。 圖 步進(jìn)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為 BY2HB02M，驅(qū)動(dòng)兩相步進(jìn)電機(jī)，輸入端依次為 CP（信號(hào)脈沖）、 U/D（正反轉(zhuǎn)）、 DIV（每脈沖所轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)，高電平為 9 度，低電平為 度）、 SGND（信號(hào)地）、 VH（電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源，現(xiàn)使用 +12V）、 GND（電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源地）。 其中： D 表示顯示開關(guān)： D=1 為開， D=0 為關(guān)； C 表示光標(biāo)開關(guān)： C=1 為開， C=0 為關(guān)； B 表示閃爍開關(guān)： B=1 為開， B=0 為 關(guān)?？刂撇糠之a(chǎn)生內(nèi)部工作時(shí)鐘，控制著各個(gè)功能電路的工作，管理著字符發(fā)生器 CGRAM 和 CGROM，顯示存儲(chǔ)器 DDRAM。自動(dòng)計(jì)費(fèi)模塊會(huì)按照不同的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)。 圖 傳統(tǒng) LED顯示的計(jì)費(fèi)器 傳統(tǒng)的出租車計(jì)費(fèi)器由于發(fā)展使用了十幾年，在穩(wěn)定性、成本、以及使用習(xí)慣上都具有一些優(yōu) 勢(shì)，但是隨著出租車價(jià)格市場(chǎng)化，我國加入 WTO 以來主導(dǎo)出租車行業(yè)成本的許多因素主要包括油價(jià)的波動(dòng)，都對(duì)傳統(tǒng)的出租車計(jì)費(fèi)器提出了更高的要求。 使用 New Project Wizard 新建一個(gè)工程的過程： （ 1） 制定工程的文件存放目錄、工程名以及最頂層的設(shè)計(jì)實(shí)體名，在默認(rèn)情況下，工程名與最頂層的設(shè)計(jì)實(shí)體名是相同的。有專家認(rèn)為，在新的世紀(jì)中， VHDL 于 Verilog 語言將承擔(dān)起大部分的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。因此， FPGA 的使用非常靈活。 目前 FPGA 的品種很多，有 XILINX 的 XC系列、 TI公司的 TPC 系列、 ALTERA 公司的FIEX 系 列等。它是作為專用集成電路（ ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。中國華大集成電路設(shè)計(jì)中心，也提供IC設(shè)計(jì)軟件， 但性能不是很強(qiáng)。與 CAD 相比， CAE 除了有純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)。 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 論文包括緒論、出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、關(guān)外圍電路、結(jié)論等四大部分組成。 理想的可編程邏輯開發(fā)系統(tǒng)能符合大量的設(shè)計(jì)要求：它能支持不同結(jié)構(gòu)的器件。不同國家和地區(qū)的收費(fèi)方式存在差異，即使在同一地區(qū)，不同車型的出租車其收費(fèi)方式也有差別，而且出租車還面臨幾年一次的調(diào)價(jià)或調(diào)整收費(fèi)方式等問題。論述了計(jì)程模塊、計(jì)費(fèi)模塊、譯碼動(dòng)態(tài)掃描模塊等的設(shè)計(jì)方法。簡述了出租車計(jì)費(fèi)器系統(tǒng)的組成及工作原理，以 及在 EDA 平臺(tái)上用單片 CPLD 器件構(gòu)成該數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)過程。同時(shí)還要求其具有車票打印、語音報(bào)話識(shí)別、電腦串行通信及稅控等功能 。目前，業(yè)界大量可編程邏輯器件，尤其是現(xiàn)場(chǎng)可編程器件被大量地應(yīng)用在集成電路的制作當(dāng)中 [2]。 采用軟件仿真方法對(duì)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，模 擬電動(dòng)機(jī)輸出信號(hào)，設(shè)置初始值，得出仿真波形并進(jìn)行觀察。 80 年代為計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)階段。日本、韓國都有 ASIC 設(shè)計(jì)工具，但不對(duì)外開放 。 FPGA 簡介 FPGA 是英文 Field Programmable Gate Array 的縮寫，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在 PAL、 GAL、 EPLD 等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。 可以說， FPGA 芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。這樣，同一片 FPGA，不同的編程數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生不同 的電路功能。現(xiàn)在， VHDL 和 Verilog 作為 IEEE 的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言，又得到眾多 EDA 公司的支持，在電子工程領(lǐng)域，已成為事實(shí)上的通用硬件描述語言。 Quartus II 設(shè)計(jì)流程： （ 1） 設(shè)計(jì)輸入：完成期間的硬件描述，包括文本編輯器、塊與符號(hào)編輯器、MegaWizard 插件管理器、約束編輯器和布局編輯器等工具； （ 2） 綜合：包括分析和綜合器以、輔助工具和 RTL 查看器等工具； （ 3） 布局連線：將設(shè)計(jì)綜合后的網(wǎng)表文件映射到實(shí)體器件的過程，包括 Fitter 工具、約束編輯器、布局圖編輯器、芯片編輯器和增量布局連線工具； （ 4） 仿真： Quartus II 提供了功能仿真和時(shí)序仿真兩種工具； （ 5） 器件編程與配置：包括四種編程模式，即被動(dòng)串行模式、 JTAG 模式、主動(dòng)串行模式和插座內(nèi)編程模式 [6]。如圖 所示。 首先由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來模擬出租車車輪，速度值通過車速比較 器判斷是否低于 12km/h,如低于 12 km/h 則進(jìn)入計(jì)時(shí)狀態(tài)（依照預(yù)設(shè)值每 5 分鐘計(jì)為1km），如果高于 180km/h 則發(fā)出車速過高的聲光報(bào)警，車速在 12 到 180km/h 之間的則進(jìn)入計(jì)程狀態(tài)，根據(jù)車輪的大小不同每 km 計(jì)的次數(shù)也不同，計(jì)程和計(jì)時(shí)通過選通模塊自動(dòng)選擇輸出到自動(dòng)計(jì)費(fèi)模塊，計(jì)程和計(jì)時(shí)同一時(shí)刻只會(huì)有一個(gè)處于運(yùn)行狀態(tài)。 HD44780 是字符型 LCM 的控制器，分為控制部分和驅(qū)動(dòng)部分。 （ 3）顯示開關(guān)控制 表 顯示開關(guān)控制 功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍開、關(guān)。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 為了演示更為直觀，可以用步進(jìn)電機(jī)來模擬出租車的車輪運(yùn)動(dòng)，其硬件部分主要由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)組成，如圖 所示。上面 up 和 down 用來增加和減少速度，輸出兩個(gè)，一個(gè)給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，另一個(gè)給計(jì)程模塊。 計(jì)程模塊 計(jì)程模塊如圖 所示，計(jì)算出租車行駛路程，每行駛一公里輸出端 jc 就發(fā)出一個(gè)上升沿給計(jì)程計(jì)時(shí)選通模塊。清零端 clr 則通過下次按下計(jì)費(fèi)啟動(dòng)鍵的瞬間清零，因?yàn)橛?jì)費(fèi)停止后還要保持顯示輸出，讓顧客和司機(jī)可以清楚地看到所有計(jì)費(fèi)信息。 Setmux 是設(shè)定選通模塊用于選通加減鍵給需要設(shè)定的模塊（ U 為加 ， D 為減）。當(dāng)按下鍵后起初以 1Hz 進(jìn)行加，按住 4 秒后變?yōu)? 4Hz 的速度進(jìn)行加減?？梢栽?0到 7分鐘內(nèi)每次加減 1分鐘進(jìn)行設(shè)定。 （ 13） NSHI：深夜過 10 公里后加收費(fèi)設(shè)定模塊，根據(jù)上海標(biāo)準(zhǔn)深夜 23： 00 到凌晨5： 00 之間要加收 30%的費(fèi)用。 CF 為總費(fèi)用的輸入端，當(dāng) STOP 端接到停止計(jì)費(fèi)的信號(hào)后就自動(dòng)累計(jì)一次乘客總數(shù)和營運(yùn)額總數(shù)，輸出給顯示模塊。秒跟分的關(guān)系為 3 進(jìn)制，即 W為 2時(shí)就歸 0。本文設(shè)計(jì)的出租車計(jì)費(fèi)器具備了 LCD 顯示、計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定、按不同計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)、統(tǒng)計(jì)功能、模擬車輪驅(qū)動(dòng)等功能。 c0,c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8,c9,ca,cb,cc,cd,ce,cf,cg,ch,ci,cj : IN STD_LOGIC_vector(7 downto 0)。EVENT AND clk=39。 // 循環(huán)到下一行顯示的指令操作 // else q=q+1。039。 // 清屏 // end if。039。039。 end if。 when 01001=D=a3。 when 10001=D=ab。 when 11001=D=aj。 when 01010=D=b4。 when 10010=D=bc。 when others =D=00100000。 when 01011=D=c5。 when 10011=D=cd。 end case。 when 01100=D=f6。 when 01000=D=f2。 when 10111=D=ch。 when 01111=D=c9。 長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 when 00111=D=c1。 when 10110=D=bg。 when 01110=D=b8。 if t=2 then // 寫第二行 // case q is when 00110=D=b0。 when 10101=D=af。 when 01101=D=a7。039。 // 第一行首地址 // when 01=D=11000000。 // 輸入方式設(shè)置 // end if。039。039。 end if。 end if。 ARCHITECTURE a OF lcd IS SIGNAL t : STD_LOGIC_vector(1 downto 0)。 USE 。這些都說明可編程器件已成為現(xiàn)在及未來很長一段時(shí)間的主流，用它來實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)費(fèi)系 統(tǒng)可以省去很多外圍電路，穩(wěn)定，簡單有效，可以設(shè)計(jì)出更多強(qiáng)大的功能，提高產(chǎn)品競爭力。 長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 第 4 章 設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證 LCD 驅(qū)動(dòng)程序 仿真 圖 LCD驅(qū)動(dòng)模塊仿真圖 從圖中可以看出，我已經(jīng)對(duì)使能信號(hào)端 e做了優(yōu)化，使其只有當(dāng)數(shù)據(jù)端信號(hào) 穩(wěn)定不發(fā)生跳變時(shí)才對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作，以此來防止寫入不可靠的數(shù)據(jù)，造成錯(cuò)誤。每走完一公里就給 clk 端一個(gè)信號(hào)，自動(dòng)計(jì)費(fèi)模塊根據(jù)不同狀態(tài)自動(dòng)計(jì)費(fèi)一次， S_P 是啟動(dòng)和 長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 停止的輸入端，它一方面控制計(jì)費(fèi)的開始和停止，另一方面起到清零作用，且只當(dāng)啟動(dòng)的瞬間才清零，為了保持住在屏幕上的數(shù)值。 （ 11） NSAN：深夜每公里費(fèi)用設(shè)定模塊，根據(jù)計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)深夜 23： 00 到凌晨 5： 00之間要加收 30%的費(fèi)用。 passout 為密碼是否正確的輸出端，正確時(shí)輸出 1到選擇端，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。 （ 3） SET：設(shè)置選擇模塊，當(dāng) Pass 端為 1 時(shí)才可以進(jìn)行選擇操作， an 為按鍵輸入端， setout 為輸出端從 000 到 111 給選通模塊分別代表不同設(shè)置選項(xiàng)。所以說將來的計(jì)費(fèi)器應(yīng)當(dāng)具備靈活的計(jì)價(jià) 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定功能。輸出端 p 的每個(gè)上升沿都代表計(jì)了 1km。 圖 車速比較模塊 計(jì)時(shí)模塊 圖 計(jì)時(shí)模塊 計(jì)時(shí)模塊如上圖 。現(xiàn)在將 分成每 200 個(gè)方波為 1份，然后對(duì)其調(diào)頻，比如說 30km/h 則讓 200 個(gè)方波當(dāng)中的 30 個(gè)方波通過，其余都為高電平，采用這種方法就可以輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 （ 5） DDRAM 地址設(shè)置 表 DDRAM 地址設(shè)置 功能：設(shè)置 DDRAM 地址。 圖 MDLS系列字符型 LCM電路框圖 此液晶模塊有 16個(gè)引腳，各引腳功能說明如表 所示： 表 MDLS 系列字符型液晶引腳說明 引腳號(hào) 符號(hào) 狀態(tài) 功能 1 Vss 電源地 長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 2 Vdd +5V邏輯電源 3 V0 液晶驅(qū)動(dòng)電源 4 RS 輸入 寄存器選擇 1：數(shù)據(jù)； 0：指令 5 R/W 輸入 讀、寫操作選擇 1：讀； 0：寫 6 E 輸入 使能信號(hào) 7 DB0 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線（ LSB） 8 DB1 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 9 DB2 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 10 DB3 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 11 DB4 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 12 DB5 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 13 DB6 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 14 DB7 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線（ MSB） 15 A 背光燈 +5 16 K 背光燈 GND 指令集控制 HD44780 共有 11 條控制指令，我們只要對(duì)其中的 6 條指令進(jìn)行控