【文章內(nèi)容簡介】 清零端，每次計(jì)費(fèi)結(jié)束后都會自動清零，以此保證下次計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性。 圖 35 計(jì)程模塊 計(jì)程計(jì)時選通模塊 通過車速比較模塊的輸出信號給計(jì)程計(jì)時選通模塊的選通端就可以識別當(dāng)前時刻是應(yīng)該要把計(jì)程的信號還是把計(jì)時的信號輸出給自動計(jì)費(fèi)模塊。此模塊的輸出端的每 1 個上升沿都代表 1km。如圖 36所示。 S—— 選通端； SHI—— 計(jì)時 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 52 頁 模塊信號； CHEN—— 計(jì)程模塊信號； Y—— 輸 出端。 圖 36 計(jì)程計(jì)時選通模塊模塊 計(jì)程計(jì)時顯示輸出模塊 LED 顯示屏上可以顯示 0到 99 分鐘的時間和 0 到 999 公里的路程。計(jì)時端則有兩位數(shù)字的 BCD 碼輸出，計(jì)程端有三數(shù)字的 BCD 碼輸出，通過譯碼器后成為LED 可識別的 7位數(shù)字編碼。為了使計(jì)費(fèi)停止后還可保持顯示，讓乘客和司機(jī)都能清楚地看到所有得計(jì)費(fèi)信息，需要設(shè)置一個清零端，使其通過下次按下計(jì)費(fèi)啟動鍵的瞬間實(shí)現(xiàn)清零。計(jì)程計(jì)時顯示輸出模塊設(shè)計(jì)如圖 37所示。 JC—— 計(jì)程信號； JS—— 計(jì)時信號； CLR—— 清零端； C C C3—— 計(jì) 程輸出端； S S2—— 計(jì)時輸出端。 圖 37 計(jì)程計(jì)時顯示輸出模塊 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 52 頁 譯碼顯示模塊 采用共陰極七段數(shù)碼管，依據(jù)十進(jìn)制數(shù)和七段顯示段碼表的相應(yīng)關(guān)系，用 VHDL 的 case 語句即可實(shí)現(xiàn)它們的譯碼。模塊如圖 38 所示。 圖 38 譯碼顯示模塊 計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定系統(tǒng) 為了滿足計(jì)價標(biāo)準(zhǔn)的靈活性，計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定系統(tǒng)包括了：車輪大小的設(shè)定，密碼保護(hù)設(shè)定，低速時的時間設(shè)定，白天起步價設(shè)定、每千米的價格設(shè)定、超出10km 后的加收設(shè)定，以及深夜時對應(yīng)的設(shè)定，共 9 項(xiàng)參數(shù)的設(shè) 定，可以說來是很全面和靈活的。如圖 39所示，首先通過設(shè)定選擇按鍵，初始化時會停留在密碼設(shè)定選項(xiàng)，當(dāng)密碼輸入正確后，按下選擇按鍵可以進(jìn)行其它選項(xiàng)的設(shè)定。密碼輸入正確后， PASSOUT 會變?yōu)?1送到 SET 模塊和 CH1 模塊，否則為 0，禁止設(shè)定。SMUX 是設(shè)定選通模塊用于選通加減鍵給需要設(shè)定的模塊（ A為加， S為減）。 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 52 頁 圖 39 計(jì)費(fèi)模塊 密碼設(shè)定模塊 為了防止隨意改動計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)設(shè)定，設(shè)置了一個密碼保護(hù)模塊。模塊如圖 310 所示。 UP、 DOWN —— 加減設(shè)置鍵； CLK —— 加減的快慢頻率； WORD —— 顯示輸出端，經(jīng)過二進(jìn)制轉(zhuǎn)化 BCD 碼后就可以在屏幕上顯示； PASSOUT —— 密碼是否正確的輸出端，輸入正確時輸出 1 到選擇端，進(jìn)行參數(shù)設(shè) 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 52 頁 置。 圖 310 密碼設(shè)定模 設(shè)置模塊 當(dāng)密碼設(shè)置模塊的輸出端 PASSOUT 為 1 時才可以進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。模塊如圖311 所示。 PW—— 密碼輸入端，當(dāng)其為 1 時才可以進(jìn)行選擇操作； AN —— 按鍵輸入端； SET —— 輸出端，從 000 到 111給選通模塊分別代表不同設(shè)置選項(xiàng)。 圖 311 設(shè)置模塊 設(shè)置按鍵選通模塊 為減少出租車計(jì)費(fèi)器上的按鍵 ，做了一個按鍵選通模塊。如表 33 所示， A為加鍵， S為減鍵，當(dāng) sel為 000 時把 A給 A0、 S給 S0，當(dāng) sel 為 00 時把 A給A S給 S1，以此類推， sel 為 111 則把 A 給 A S 給 S7。 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 52 頁 表 33 sel 設(shè)定表 按鍵選通模塊如 312所示： 圖 312 按鍵選通模塊 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 52 頁 按鍵自動加速模塊 按鍵自動加速模塊通過自動加速模塊可以讓加減一開始變化得慢，過了長按5秒后自動變快，不僅可快速的調(diào)到某個數(shù)值，而且還能精確的定位到某個數(shù)值。如圖 313 所示，當(dāng)按下鍵后起初以 1Hz 累加，按住 5秒后變?yōu)?5Hz 的速度進(jìn)行加減。 CLK 輸出自動變化的頻率給加減模塊， K 是累積端，累積 5 秒后不再發(fā)生變化，通過 XOR 端，當(dāng)加鍵或減鍵停止后則自動使 K 累積的值清零，這樣下次按下加鍵時就又從 1Hz 開始加。 圖 313 按鍵自動加速模塊 白天起步費(fèi)設(shè)定模塊 如圖 314 所示， UP、 DOWN—— 加減鍵； CLK —— 加減的快慢頻率； DS—— 起步費(fèi)輸出端，給自動計(jì)費(fèi)模塊，初始值設(shè)為 元。 圖 314 白天起步費(fèi)設(shè)定模塊 白天每公里費(fèi)用設(shè)定模塊 如圖 315所示， UP、 DOWN—— 加減鍵； CLK—— 加減的快慢頻率； DS —— 每千米價格的輸出端，給自動計(jì)費(fèi)模塊，它的初始值設(shè)為 /km。 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 22 頁 共 52 頁 圖 315 白天每公里費(fèi)用設(shè)定模塊 白天過 10 公里后加收費(fèi)設(shè)定模塊 如圖 316所示， UP、 DOWN —— 加減鍵； CLK—— 為加減的快慢頻率； DS —— 加收 50%后的每千米價格輸出端給自動計(jì)費(fèi)模塊，它的初始值設(shè)為 元 /km。 圖 316 白天 10 公里后費(fèi)用設(shè)定模塊 深夜起步費(fèi)設(shè)定模塊 如圖 317所示，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)深夜 23： 00到凌晨 6： 00之間 起步價為 7元。 UP、 DOWN—— 加減鍵；若 DOWN有效電平則進(jìn)行減設(shè)定，每來一個減信號 CLK就減； DS—— 起步費(fèi)輸出端給自動計(jì)費(fèi)模塊，它的初始值設(shè)為 7元。 圖 317 深夜起步費(fèi)用設(shè)定模塊 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 23 頁 共 52 頁 深夜每公里費(fèi)用設(shè)定模塊 如圖 318所示。 UP、 DOWN —— 加減鍵； CLK—— 加減的快慢頻率； DS——每千米價格輸出端給自動計(jì)費(fèi)模塊，它的初始值設(shè)為 /km。 圖 318 深夜每公里費(fèi)用設(shè)定模塊 深夜過 10 公里后加收費(fèi)設(shè)定模塊 如圖 319所示。 UP、 DOWN—— 加 減鍵； CLK—— 加減的快慢頻率； DS—— 過 10千米后加收 50%費(fèi)用的每千米價格輸出端給自動計(jì)費(fèi)模塊，它的初始值設(shè)為 3元 /km。 圖 319 深夜過 10 公里后加收費(fèi)設(shè)定模塊 1計(jì)時時間設(shè)定模塊 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)出租車車速低于 10km/h時，計(jì)時間，計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是每 6分鐘計(jì)為1km。所以預(yù)設(shè)值為 6分鐘，可在 0到 7分鐘內(nèi)每次加減 1分鐘來進(jìn)行設(shè)定。如圖 320所示， UP、 DOWN—— 加減鍵； CLK—— 加減的快慢頻率； MIN—— 設(shè)置時間值。 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 52 頁 圖 320 計(jì)時時間設(shè)定模塊 白天和深夜辨別模 塊 S和 G分別為時鐘的十位和個位輸入端，當(dāng)時間處于 23： 00到凌晨 6： 00之間的時輸出為 1，其他時間則為 0，送到自動計(jì)費(fèi)模塊。如圖 321所示。 圖 321 白天和深夜辨別模塊 自動計(jì)費(fèi)模塊 由于起步費(fèi)要求在開始計(jì)費(fèi)時 LED屏幕上就顯示，受到 VHDL語言的限制，不能在一個結(jié)構(gòu)模塊里給某個變量賦兩種初始值的選擇，所以要給它一個初始化模塊。如圖 322所示， D、 N 是白天和深夜的判別信號， D D D3 、 N N N3 分別代表白天起步費(fèi)、單位千米費(fèi)、 10 千米后的單位 公里費(fèi)、深夜起步費(fèi)、單位千米費(fèi)、 10 千米后的單位公里費(fèi)。每走完一千米就給 CLK 端一個信號，自動計(jì)費(fèi)模塊根據(jù)不同狀態(tài)自動計(jì)費(fèi)一次， SP 是啟動和停止的輸入端，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)啟動的瞬間才清零，為了保持屏幕上的數(shù)值， JFOUT 把計(jì)算值輸出給總額計(jì)算端。 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 25 頁 共 52 頁 圖 322 自動計(jì)費(fèi)模塊 過路費(fèi)或空調(diào)費(fèi)模塊 目前的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)中都有過路費(fèi)或空調(diào)費(fèi)這些費(fèi)用，看實(shí)際情況支付，通過按鍵掃描模塊，來給這些費(fèi)用增加或是減少，每次步進(jìn) 1元，可達(dá)到最大值 99元。輸出 值給總額計(jì)算模塊和顯示部分，清零端只當(dāng)啟動的瞬間才清零。如圖 323所示。 CLR—— 清零端； CLK—— 時鐘輸入端； A、 S—— 加減鍵； QL—— 輸出端。 圖 323 過路費(fèi)或電調(diào)費(fèi)模塊自動計(jì)費(fèi)模塊 總額計(jì)算模塊 如圖 324所示。 CF 、 LF—— 輸入端，代表車費(fèi)及空調(diào)過路費(fèi)； CLR —— 清零端； ST—— 計(jì)算信號輸入端，當(dāng)按下停止計(jì)費(fèi)鍵時就自動計(jì)算結(jié)帳； ZHE ——輸出端，把計(jì)算數(shù)值輸出到同級模塊和顯示模塊。 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 52 頁 圖 324 總額計(jì)算模塊 統(tǒng)計(jì)模塊 為讓司機(jī)能清楚的了解 一天的盈利情況，所以做了一個統(tǒng)計(jì)模塊，用來統(tǒng)計(jì)所接的乘客總數(shù)及營運(yùn)額總數(shù)。如圖 325所示。 TR—— 輸出乘客數(shù)； TF—— 輸出營運(yùn)額總數(shù)； ZF —— 總費(fèi)用的輸入端； STOP—— 累計(jì)信號，當(dāng) STOP 端接到停止計(jì)費(fèi)的信號后就自動累計(jì)一次乘客總數(shù)和營運(yùn)額總數(shù)，輸出給顯示模塊； CLR—— 清零端。 圖 325 統(tǒng)計(jì)模塊 分頻模塊 分頻模塊為該系統(tǒng)的各個模塊提供精確的時鐘頻率。根據(jù)不同的需求輸出有1Hz、 2Hz、 5Hz。如圖 326所示。 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 27 頁 共 52 頁 圖 326 分頻模塊 晶振時 鐘電路 本設(shè)計(jì)采用的是 4MHz有源晶振，如圖 327所示，通過 74LS393雙四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器給 4MHz晶振進(jìn)行分頻和整形。經(jīng)過此計(jì)數(shù)器的整形之后的方波很穩(wěn)定，通過分頻之后輸出到 FPGA芯片的時鐘頻率為 250KHz。既可減少了外圍電路，又使得輸出頻率更加精確，更重要的是無需放大電路，因其直接可以輸出 5V電壓的頻率。 圖 327 晶振時鐘電路 時鐘模塊 按鍵 MIN和 H是時鐘調(diào)節(jié)端，分別調(diào)節(jié)分鐘和小時。分鐘在按下鍵后 sel端選擇 IN1進(jìn)入調(diào)節(jié)；否則， IN2進(jìn)入，每 60秒一個高 電平給分鐘模塊。分鐘時鐘經(jīng)過譯碼后給 LED顯示。小時在按下鍵后 sel端選擇 IN1進(jìn)入調(diào)節(jié)；否則， IN2進(jìn)入，每60分鐘一個高電平給小時模塊。時鐘輸出端有辨別白天還是深夜的作用。在圖328中， SECOND為秒模塊，每 60秒給一個高電平到分鐘選擇模塊；前一個 MUX21為分鐘調(diào)節(jié)端，若 sel為高電平，則進(jìn)行分鐘的設(shè)置，若 sel為低電平，則進(jìn)行分鐘自動進(jìn)行計(jì)數(shù)； MINTUE為分鐘模塊， QH， QL為分鐘輸出端送 LED中顯示，每 60 基于 FPGA 的出租車多功能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 52 頁 分鐘給一個高電平到小時選擇模塊；后一個 MUX21為小時調(diào)節(jié)端，若 sel為高電平，則進(jìn)行 小時的設(shè)置，若 sel為低電平，則進(jìn)行小時自動進(jìn)行計(jì)數(shù)； HOUR為小時模塊， QH， QL為小時輸出端送 LED中顯示。 圖 328 時鐘模塊 秒模塊 每 6隔 0秒給一個高電平發(fā)送到分鐘選擇模塊，如圖 329所示， CLK端接 1Hz的時鐘信號，當(dāng)它累計(jì)滿 60次后，由 CO端輸出一個信號發(fā)送到分鐘模塊。 圖 329 秒模塊 分鐘模塊 分鐘模塊考慮到時間的設(shè)置問題，它由兩部份組成，一個是進(jìn)行分鐘設(shè)置的調(diào)節(jié)模塊 MUX21，一個是自動計(jì)數(shù)的模塊 MINTUE。如圖 330所示，若 MUX21的 sel為低電 平，則通過 IN2輸入秒模塊 60秒后發(fā)送一個高電平信號 CO進(jìn)行分鐘的自動