基于fpga出租車計費系統(tǒng)的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-24 17:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 他EDA工具的對話框，我們用QII的集成環(huán)境進(jìn)行開發(fā)，因此這里不作任何改變。按Next進(jìn)入工程的信息總概對話框：按Finish按鈕即建立一個空項目。2. 建立頂層圖執(zhí)行File→New，彈出新建文件對話框：選擇Block Diagram Schematic File按OK 即建立以個空的頂層圖，缺省名為，如下圖：原理圖輸入工具欄3. 添加邏輯元件(Symbol)雙擊頂層圖圖紙的空白處，彈出添加元件的對話框，在Libraries里尋找需要的邏輯元件，如果知道邏輯元件的名稱的話，也可以直接在Name一欄敲入名字，右邊的預(yù)覽圖即可顯示元件的外觀，按OK后鼠標(biāo)旁邊即拖著一個元件符號，在圖紙上點擊左鍵，元件即安放在圖紙上。在圖紙上分別添加7416與非門(NAND2)、輸入(input)、輸出(output)等幾個symbol。從上圖可以看出，基于原理圖的設(shè)計輸入類似于再protel軟件中繪制電路圖，上如中粗線屬于總線類型，它的寬度必須與原件端口的寬度一致，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號相同的線表示相互連接。我們也可把它另存為(File→Save as)其它名稱，也可接受默認(rèn)的文件名，并將“Add file to current project”選項選上，以使該文件添加到工程中去。如圖所示：二 編譯1. 按主工具欄上的編譯按鈕即開始編譯：QuartusII 下面的Message窗口會顯示一些編譯信息，最后編譯成功提示：2. 創(chuàng)建元件模塊 執(zhí)行File→Create/Update→Creat Symbol files for current file,建立該文件的元件符號，可被其它模塊調(diào)用。三 仿真1. 創(chuàng)建仿真波形文件，進(jìn)行時序仿真，選擇File→New→Other Files→Vector Waveform File：進(jìn)入波形創(chuàng)建區(qū)， 編輯窗口分為，左邊是信號(組)名稱及標(biāo)定時刻的信號值，右邊是對應(yīng)信號的波形圖，最左側(cè)為波形編輯工具欄。2. 輸入信號節(jié)點。 在信號窗口中雙擊左鍵，出現(xiàn)對話框：選中NodeFinder按鈕，出現(xiàn)對話框： 在信號欄中選中“Pins：all”，點擊OK出現(xiàn)波形編輯窗口。調(diào)節(jié)輸入波形3. 仿真在主工具欄Setting菜單中，點擊Simulation文件欄后的按鈕。并可選功能仿真(Functional)或時序仿真(timing)。 如選擇功能仿真，則須先在主菜單Processing中Generate Functional Simulation Netlist一欄。在主菜單中，點仿真按鈕，如仿真順利通過，系統(tǒng)會提示Simulation was successful，觀察Simulation Report如下圖所示：如選擇時序仿真，得到仿真結(jié)果如下：結(jié)果正確，就可以進(jìn)行下載驗證了。四 下載驗證1． 分配管腳 點擊下圖中的Assignment Editor按鈕出現(xiàn)下圖并分配管腳2. 編譯然后保存，在編譯一次，點擊右圖中的編譯按鈕最后編譯成功彈出提示：3. 下載(1) 下載連接：先將USB Blaster下載線的一頭接到PC的USB接口USB Blaster如右圖 再按如有圖按鈕出現(xiàn)對話框并點擊Hardware Setup：(2) 將USB Blaster下載線一頭與PC連接，另一頭插到JTAG口(3) FPGA實驗板上接5V電源(4) 通過JTAG口把芯片的配置信息下載到FPGA芯片內(nèi)，掉電后配置信息丟失。(5) 點擊Start按鈕，*.sof文件就下載到FPGA芯片中了 現(xiàn)在可以去到板子上去看結(jié)果了。到此有關(guān)Quartus II ，編譯，仿真，下載的介紹基本結(jié)束了。第四章 出租車計費系統(tǒng) 計費器系統(tǒng)的工作過程簡介 計費器的功能描述 從出租車車輪的傳感器上導(dǎo)出一個計程脈沖信號，每個脈沖表示行使一定的距離（）。記錄計程脈沖的個數(shù)可以記錄行使里程。計費標(biāo)準(zhǔn)是：a) 剛開始計費時，應(yīng)有起步費。行駛里程不滿3公里時，收費10元。b) 行駛里程滿3公里但不超過10公里時，每公里收費2元，超過10公里，每公里收費3元。c) 夜間11點到早上5點，起步費為13元，超過10公里。司機可以控制計費的開始和結(jié)束(rstfee)。計費器有金額（角、元、十元、百元）、時間顯示(秒、分鐘、小時)的七段數(shù)碼管顯示。同時為了能夠適用于收費標(biāo)準(zhǔn)不同的地方，我在程序中添加了預(yù)置功能：能預(yù)置起步費、每公里收費, 具體設(shè)計中采用了六個七段數(shù)碼管通過一個按鍵(switch)切換時間和實時車費。為了進(jìn)一步完善系統(tǒng)功能還設(shè)計了rsttime時間復(fù)位、rstfee計費復(fù)位和開始、add1min手動調(diào)節(jié)時鐘（分加1）、add1hor手動調(diào)節(jié)時鐘（時加1）控制按健。 計費器系統(tǒng)分析系統(tǒng)的輸入有計費開始信號（rstfee）、結(jié)束信號(rstfee)以及從車軸上引出的計程脈沖(meter)。輸出有費用顯示輸出和當(dāng)前時間輸出。計費器的數(shù)據(jù)處理部分主要是費用的累計和計算。由于計費形式只有記程模式，也就是說費用只和出租車行駛的里程有關(guān)，不考慮在堵車或者等紅燈的浪費的時間所帶來的對司機的損失，所以僅對計程脈沖計數(shù)，這個脈沖進(jìn)入計費部分，由計費部分計算得出結(jié)果后，實時顯示當(dāng)前費用。當(dāng)然這個費用還與當(dāng)前的時間的有關(guān)，所以要判斷當(dāng)前的時間和當(dāng)起步時的時間所在的時間段，然后根據(jù)在不同的時間段會有不同大小的費用的加成。當(dāng)乘客上車開始計費，正常行駛時顯示實時費用，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定地點時，乘客結(jié)算費用，司機把計費器清零(rstfee)，然后等待下一位乘客。系統(tǒng)功能框圖：時鐘模塊計費模塊七段LED顯示器1Hz脈沖調(diào)節(jié)分調(diào)節(jié)小時記程脈沖時段切換按鍵開始,清零如上圖：。當(dāng)?shù)谝婚_啟時時鐘為000000，就要用到add1min和add1hor調(diào)節(jié)時間，使其正確顯示當(dāng)前時間。記程脈沖是由出租車的車軸上提供的脈沖()，當(dāng)車上有乘客時，司機拉下開始健(rstfee)，計費模塊就開始工作，并且會根據(jù)不當(dāng)前的不同外部情況改變每個計費段的費用的大小，然后將這個費用實時的顯示在顯示器上。切換按鍵的用途是讓顯示器在顯示費用和當(dāng)前時間之間相互切換。 實現(xiàn)計費系統(tǒng)所用器材和設(shè)備1. PC一臺2. Quartus II 99SE軟件3. 愛迪克牌子的AEDKEDA2實驗機 4. 實驗儀正面圖 4. USB Blaster下載器5. 導(dǎo)線若干6. 所用到的是晶振模塊，F(xiàn)PGA，LED顯示，開關(guān)部分，電源部分 計費器系統(tǒng)各模塊 時鐘模塊由于在不同的時間段起步價和
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