【導(dǎo)讀】的要求也越來越高。以出租車多功能計(jì)價(jià)器為例，用戶不僅要求計(jì)價(jià)器性能穩(wěn)定，計(jì)費(fèi)。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。高,市場前景良好，而且開發(fā)成本低，周期短，極大的滿足了用戶的變化要求。

　　

【正文】 5 T6 T7B G 1 099 01 3B G 1 109 01 3B G 1 119 01 3B G 1 129 01 3R 1 091KR 1 101KR 1 111KR 1 121KA4 A5 A6 A7B7R 1 311KR 1 311KR 1 311KR 1 311KR 1 311KR 1 311KR 1 311KA B C D E F GV C CK55K44K33K22K00K11KEYH2KEYH1KEYH0R51 0KR41 0KV C C1GND2T C K3T D O4T D I5T M S6J3X J T A GGNDT C KT D OT D IT M SV C CNC1GND2V C C4OUT3U52 40 H zV C CV C CT M ST D OT D IT C KV C CT3B G 1 129 01 3R 1 121KA3T2B G 1 129 01 3R 1 121KA2 T9B G 1 129 01 3R 1 121KA9T1B G 1 129 01 3R 1 121KA1 T8B G 1 129 01 3R 1 121KA8G F T1 A BE D T1 CG F T6 A BE D T6 C E D T7 C E D T8 C E D T9 CBAT9FGBAT8FGBAT7FGI/O 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)包括四 大模塊，即 分頻模塊、控制模塊、計(jì)量模塊（含電子鐘）和譯碼顯示模塊。 分頻模塊對(duì)輸入脈沖進(jìn)行分頻，得到頻率為 15Hz、 10Hz 和 1Hz 三種頻率時(shí)鐘信號(hào)。 控制模塊是系統(tǒng)的核心部分，對(duì)計(jì)價(jià)器的狀態(tài)進(jìn)行控制。 計(jì)量模塊完成鐘表計(jì)時(shí)，出租車計(jì)價(jià)、計(jì)時(shí)、計(jì)程功能。 動(dòng)態(tài)掃描 /譯碼顯示模塊完成電子鐘、計(jì)費(fèi)、計(jì)時(shí)、計(jì)程數(shù)據(jù)顯示。 程序設(shè)計(jì)時(shí)將 電子鐘 顯示 、 里程和等待時(shí)間顯示、計(jì)費(fèi)顯示模塊 的動(dòng)態(tài)掃描功能獨(dú)立出來，單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)共用的掃描模塊，因此將 電子鐘 顯示 、 里程和等待時(shí)間顯示、計(jì)費(fèi)顯示模塊各自都分為計(jì)數(shù)模塊和掃描兩個(gè)模塊。 電子鐘程序設(shè)計(jì) 電 子鐘原理圖如圖 所示 。 電子鐘端口信號(hào)圖見圖 。 f1 為 系統(tǒng) 分頻模塊產(chǎn)生 的 1s 時(shí)鐘信號(hào)。 h_add 信號(hào)為小時(shí)調(diào)整按鍵輸入信號(hào)。 h_add 信號(hào)有效時(shí)，小時(shí)數(shù)字加 1。 秒計(jì)數(shù)器 分計(jì)數(shù)器 時(shí)計(jì)數(shù)器 數(shù) 碼 管 顯 示 LED 數(shù)碼管位選擇信號(hào) Scanclk 秒個(gè)位 秒十位 分個(gè)位 分十位 時(shí)個(gè)位 時(shí)十位 圖 電子鐘原理圖 m_add h_add f1 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 m_add 信號(hào)為分鐘調(diào)整按鍵輸入信號(hào)。 m_add 信號(hào)有效時(shí)，分鐘數(shù)字加 1。 clr 信號(hào)為電子鐘清 0 使能信號(hào)。 scanclk 信號(hào)為 LED 數(shù)碼管的 動(dòng)態(tài)掃描 信號(hào)。 電子鐘程序設(shè)計(jì)時(shí)主要是 1 秒脈沖的累加，分別設(shè) 秒低位、秒高位、分低位、分高位、小時(shí)低位和小時(shí)高位，我們定義 6 個(gè) 4 位的信號(hào)分別代表 電子鐘 的各位： s0、 sm0、 m h0 和 h1。當(dāng) s0 計(jì)到 9 時(shí)則 s1 加 1，當(dāng) s0 和 s1 分別為 9 和 5 時(shí)，則 m0 加 1，同時(shí) s0、 s1 清 0。分鐘和小時(shí)位也是同樣的道理， 當(dāng) m0 計(jì)到 9 時(shí)則 m1 加 1,當(dāng) m0 和 m1分別為 9 和 5 時(shí)，則 h0 加 1，同時(shí) m0、 m1 清 0。小時(shí)位在累加到 12 時(shí)則清 0， 在累加時(shí) 同時(shí) 還要判斷調(diào)節(jié)信號(hào) （ h_add、 m_add） 是否為 0，不為 0 時(shí)則為電子鐘調(diào)節(jié) ，調(diào)節(jié)信號(hào)每來一個(gè)上升沿，對(duì)應(yīng)的分或小時(shí)加 1。 電子鐘程序框圖見圖 所示 。 計(jì)價(jià)部分程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)分頻模塊產(chǎn)生 15Hz、 10Hz 和 1Hz 三種頻率時(shí)鐘信號(hào)。見系統(tǒng)仿真圖。 整個(gè)計(jì)費(fèi)過程可以歸總到一個(gè)流程圖中， 設(shè)定 K0 為計(jì)價(jià)器啟動(dòng) start 鍵。租車在載客期間的行使?fàn)顟B(tài)， K0 判斷載客的開始與結(jié)束。 K2 為等待信號(hào) stop_wait， K2 為 1 為等待狀態(tài)，為 0 為行使?fàn)顟B(tài)。用 K0 判斷出 當(dāng)開始工作時(shí)，計(jì)費(fèi)器要循環(huán)判斷是否有傳感器脈沖和等待信號(hào)，當(dāng)一直有傳感器脈沖時(shí)計(jì)費(fèi)器要累加脈沖數(shù)當(dāng) 100 米時(shí)發(fā)送一個(gè)里程信號(hào)，同時(shí)里程信號(hào)也要不斷累加，當(dāng)累加到 1 公里時(shí)，顯示的里程和金額同時(shí)加 f1 scanclk clr h_add m_add s1 h0 f1 scanclk clr h_add m_add m0 m1 圖 電子鐘端口信號(hào) s0 h1 s0 s1 m0 m1 h0 h1 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 上相應(yīng)的金額。當(dāng)判斷到有等待信號(hào)時(shí)，開始途中等待計(jì)價(jià)模式，開始等待時(shí)間計(jì)時(shí)。等待計(jì)價(jià)部分也可以設(shè)不同等待單價(jià)，小于 公里時(shí)和大于 公里時(shí)可以有不同的等待單價(jià)。我們?cè)谶@里當(dāng)?shù)却^程中沒有超過免費(fèi)等待時(shí)間 2 分鐘不累加總金額，當(dāng)超過等待時(shí)間 2 分鐘時(shí)，按等待單 價(jià)累加到總金額上，但總路程不加。 F1 上升沿 秒信號(hào) 累加 s0=9? s1+1 且 s0 清 0 m0=9？ m1+1 且 m0 清 0 m1amp。m0=59 且 s1amp。s0=59? h0+1， m1,m0 清 0 h0=9 ？ h1+1,h0 清 0 m_add 信號(hào)輸入 m_add=’1’? 分鐘加 1 圖 電子鐘程序框圖 Y N N Y Y N Y N 是否為 12 時(shí)59 分 59 秒 h1amp。h0 清 0 s1amp。s0=59? m0+1 且 s1amp。s0 清 0 Y N Y N 分鐘位清 0 是否為 59 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 圖 控制模塊 如圖 。 K0 是否按下 K2 是否為 1 賦初始值默認(rèn)單價(jià) 啟 動(dòng)計(jì)價(jià) 有里程信號(hào)嗎 夠一公里嗎 有傳感信號(hào)嗎 停止計(jì)價(jià)和里程計(jì)數(shù) 開始計(jì)時(shí) Y Y 總路程加一 總金額加一 N S2 是否為 1 等待單價(jià) Y Y N Y N 夠一分鐘嗎 等待時(shí)間加一 Y N N Y 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 當(dāng)開始鍵 start 按下后，啟動(dòng)計(jì)價(jià)器， stopwait 為中途等待信號(hào)，當(dāng)有等待信號(hào)時(shí)，控制器 啟動(dòng)等待計(jì)時(shí)模塊，開始計(jì)等待時(shí)間，當(dāng) stopwait 為 0，而有公里脈沖時(shí)，計(jì)價(jià)器則開始計(jì)程。 計(jì)量模塊分三部分：計(jì)價(jià)模塊、計(jì)時(shí)模塊、計(jì)程模塊。 計(jì)程 模塊 ： 開始鍵 start 按下 是否等待stop_wait=1? 啟動(dòng)等待計(jì)時(shí) Y 啟動(dòng)公里計(jì)程 N 圖 控制模塊工作流程圖 是否大于 2分鐘 是否大于 3公里 當(dāng)計(jì)到 1 分鐘時(shí) en1=’1’計(jì)價(jià)累加 當(dāng)計(jì)到 1 公里時(shí) en0=’1’計(jì)價(jià)累加 Y N Y N 控制模塊 stopwait kmfin start 控制信號(hào) en1=1 控制信號(hào) en0=1 圖 控制模塊端口信號(hào) f1 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 計(jì)程 模塊的作用就是一個(gè)累加器的作用， Km0、 Km Km2 分別為里程的個(gè)十百位 ，每來一個(gè)里程信號(hào)，個(gè)位加 1，因此要循環(huán)的判斷個(gè)位是否達(dá)到 9 當(dāng)達(dá)到時(shí)，十位加 1，同時(shí)個(gè)為清 0，十位和百為同樣的道理。輸出三位，公里顯示三位，后面的計(jì)價(jià)模塊要根據(jù)計(jì)程模塊的輸出計(jì)價(jià)。 計(jì)時(shí)模塊 ： 啟動(dòng)計(jì)程 脈沖信號(hào)累加 Km0是否為 9 Km1加 1， Km0 清 0 Km1是否為 9 Km2加 1， Km1清 0 Km2是否為 9 Km2清 0 Y N Y Y N N 圖 計(jì)程累加流程圖 計(jì)程模塊 start kmfin Km2[30] Km1[30] Km0[30] f 圖 計(jì)程模塊端口信號(hào) 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 計(jì)時(shí)顯示兩位分辯率為一分鐘，最大計(jì)時(shí)量為 99 分鐘， f1 為秒 信號(hào) ， 因此在編程時(shí)可以設(shè)置一個(gè)中間計(jì)數(shù)變量 w，當(dāng)其計(jì)數(shù)達(dá)到 60 秒時(shí)，等待時(shí)間的低位加一，并把這一變量清 0，分鐘的高低位以計(jì)數(shù)達(dá)到 9 判斷進(jìn)位。 當(dāng)計(jì)到 99 時(shí)等待時(shí)間高低位全部清 0。 圖 等待計(jì)時(shí)模塊 計(jì)價(jià) 模塊 ： 等待計(jì) 時(shí)模塊 Min1[30] Min0[30] f1 stop_wait start 圖 等待計(jì)時(shí)模塊 端口信號(hào) 啟動(dòng)等待計(jì)時(shí) stop_wait=’1’ 秒 信號(hào) 累加 s=60？ 分鐘值加 1 Y N 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26 圖 計(jì)價(jià)模塊 計(jì)價(jià)模塊以計(jì)程模塊輸出，和等待時(shí)間的輸出來計(jì)算。 計(jì)價(jià)初始值為 6 大于 3 公里后，每公里為 1 元。等待時(shí)間大于 2 分鐘部分沒分鐘 元， 這樣計(jì)價(jià)編程時(shí)只要在路程和等待時(shí)間 上減掉一個(gè)固定值即可，下面是計(jì)價(jià)部分的程序流程框圖。 金額的累加由控制信號(hào) en0 和 en1 來控制，當(dāng)控制模塊控制信號(hào)輸出為 en0=1 時(shí)則累加公里單價(jià)信號(hào)f10,f10 為 10Hz 信號(hào)，累加 1 秒鐘則金額加 1 元，當(dāng)控制信號(hào)為 en1=1 時(shí)則累加公里單價(jià)信號(hào) f15,f15 為 15Hz 信號(hào)，累加 1 秒鐘則金額加 元。這樣就實(shí)現(xiàn)了公里單價(jià)和等待單價(jià)的變換累加。 計(jì) 價(jià) 模 塊 百元 Cha3[30] 十元 Cha2[30] 元 Cha1[30] 角 Cha0[30] f（ f10,f15） start 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 動(dòng)態(tài)顯示模塊 數(shù)碼管由循環(huán)控制信號(hào) row控制循環(huán) 掃描 點(diǎn)亮 。 程序仿真圖 出租車計(jì)價(jià)器 VHDL 程序仿真圖。 秒分頻模塊 VHDL 程序仿真圖如圖 。輸入脈沖為 CLK，分頻得到 f15 為 15Hz頻率信號(hào)， f10 為 10Hz 頻率信號(hào)， f1 為 1Hz 頻率信號(hào)。 f15 代表等待單價(jià)為 元每分clk row 000 001 010 011 100 101 金額最低位 c0 累加 f10一秒 控制信號(hào)en1=1 預(yù)置 起價(jià) 6 元 金額最低位 c0 累加 f15一秒 Y Y N N 圖 計(jì)價(jià)模塊程序流程圖 控制信號(hào)en0=1 金額不變 總金額加 10 次加 1 元 總金額加 15 次加 元 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 鐘， f10 代表里程單價(jià)為 1 元每分鐘。 圖 秒分頻模塊程序仿真圖 數(shù)字電子鐘模塊 VHDL 程序仿真圖如圖 、圖 。 圖 為數(shù)字電子鐘初始化仿真圖， CLR 為低清零時(shí)，分鐘顯示為 1，小時(shí)顯示為1。圖 為電子鐘實(shí)時(shí)仿真圖，時(shí)間為 07 時(shí) 21 分 36 秒。 圖 數(shù)字電子鐘初始化仿真圖 圖 數(shù)字電子鐘模塊程序仿真圖 基于 CPLD的出租車自動(dòng)計(jì)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 出租車計(jì)價(jià)