【正文】 公里每公里 元累計(jì)。 乘客下車后，按下復(fù)位鍵， 則所有計(jì)數(shù)器 進(jìn)入初始狀態(tài) 。當(dāng) 路程超過(guò) 3公里有等待時(shí)，按開(kāi)始 初始化 單程？ 里程 3 里程 20 元 /公里 1 元 /公里 等待？ 等待？ 元 /分鐘 1 元 /分鐘 計(jì)費(fèi) N Y Y Y N Y Y N N 圖 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 分頻 里程計(jì)數(shù) 時(shí)間計(jì)數(shù) 時(shí)間計(jì)數(shù) N 5 下等待信號(hào)，每等待 1 分鐘費(fèi)用與當(dāng)前計(jì)費(fèi)方式相同。再根據(jù) 單程 信號(hào)判斷是否為單程，進(jìn)而確定計(jì)費(fèi)方式。程序調(diào)試無(wú)誤后，在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行硬件測(cè)試，證明該出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)具有使用計(jì)價(jià)器的基本功能。 VHDL 是高速集成電路硬件描述語(yǔ)言的簡(jiǎn)稱。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下： 上圖中，計(jì)數(shù)器 1 對(duì)分頻后 的 1Hz 脈沖計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù) 60次，計(jì)數(shù)器加 1，對(duì)應(yīng)等待時(shí)間，計(jì)數(shù)器 2對(duì)車速脈沖計(jì)數(shù)，其上升沿到來(lái)計(jì)數(shù)加 1，對(duì)應(yīng)里程。 設(shè)計(jì)思路 輸入 2 個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，分別模擬時(shí)間和路程。乘客上車后，按下啟動(dòng)鍵開(kāi)始計(jì)費(fèi)。 3 三 總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 （ 1）起步價(jià)為 元，起步公里為 3 公里； （ 2）超過(guò) 3 公里，每公里按 1 元收費(fèi)； （ 3）單程行駛里程超過(guò) 20 公里，每公里租價(jià)加收 50%； （ 4）等候時(shí)間超過(guò) 1 分鐘，每分鐘按這公里的租價(jià)計(jì)算。出租車計(jì)價(jià)器是一種專用的計(jì)量?jī)x器，它安裝在出租車上，能夠連續(xù)累加，并只是出行中任意時(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用。大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它采用手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化。最早的計(jì)價(jià)器全部使用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)，早期的計(jì)價(jià)器就 是個(gè)里程表。用更加精良的計(jì)價(jià)器來(lái)為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。但是總存在著買賣糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展。 隨著生活水平的提高，人們已不再滿足于衣食住的享受，出行的舒適已受到越來(lái)越多人的關(guān)注。具有良好性能的計(jì)價(jià)器 無(wú)論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的。 2 二 意義 汽車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。通過(guò)內(nèi)部使能信號(hào)分別計(jì)算 3公里以內(nèi)、 320公里以及 20公里以后的費(fèi)用。 路程模塊： 該模塊是對(duì)車輛行駛路程進(jìn)行計(jì)數(shù)，以 1Hz時(shí)鐘為基礎(chǔ)，檢測(cè)行程脈沖，路 程模塊中有 內(nèi)部變量來(lái)判斷路程，當(dāng)大于 3公里 、 20公里時(shí) ， 分別有相應(yīng)的使能信號(hào)對(duì)此作出記錄 ，最大路程顯示為 99公里 。 本設(shè)計(jì)是對(duì)出租車計(jì)價(jià)器的四個(gè)模塊進(jìn)行分析的，綜述如下： 分頻模塊： 分頻模塊是其它模塊的基礎(chǔ)， 輸入 時(shí)鐘選為 64Hz，分頻后的時(shí)鐘頻率為 1Hz,為后續(xù)模塊提供基本時(shí)鐘。該設(shè)計(jì)雖然功能簡(jiǎn)單，智能化水平比較低，但仍具有一定的實(shí)用性。一種功能完備，簡(jiǎn)單易用，計(jì)量準(zhǔn)確的出租車計(jì)價(jià)器是加強(qiáng)出租車行業(yè)管理，提高服務(wù)質(zhì)量的必需品。目錄 一 概述 ............................................................................................................................ 1 二 意義 ............................................................................................................................ 2 三 總體設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 3 設(shè)計(jì)要求 ............................................................................................................ 3 設(shè)計(jì)思路 ............................................................................................................ 3 設(shè)計(jì)方法 ............................................................................................................ 3 設(shè)計(jì)流程圖 ........................................................................................................ 4 四 系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析 ................................................................................................ 6 仿真波形圖分析 ....................................................................................................... 6 五 總結(jié)及體會(huì) ................................................................................................................ 9 六 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. 10 附錄（程序源代碼） .....................................................................................................11 1 一 概述 隨著我國(guó) 經(jīng)濟(jì) 社會(huì)的全面發(fā)展，各大中小城市的出租車營(yíng)運(yùn)事業(yè)發(fā)展迅速，出租車已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂羞x擇較為普通的交通工具。出租車計(jì)價(jià)器是出租車營(yíng)運(yùn)收費(fèi)的專用智能化儀表，是使出租 車市場(chǎng)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的重要設(shè)備。本設(shè)計(jì)采用 VHDL硬件描述語(yǔ)言作為設(shè)計(jì)手段，采用自頂向下的設(shè)計(jì)思路，得到一種出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，通過(guò) QuartusⅡ 軟件下進(jìn)行仿真，證明所設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)完成了出租車計(jì)價(jià)的功能，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。 該設(shè)計(jì) 是在 VHDL的基礎(chǔ)上對(duì)出租車計(jì)價(jià)器進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)其基本功能的， 與以往的基于單片機(jī)的數(shù)?；旌想娐废啾龋?FPGA具有穩(wěn)定性 好，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且非常適合做為出租車計(jì)價(jià)器的控制核心，所以選擇用 VHDL來(lái)對(duì)計(jì)價(jià)器進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。 等待時(shí)間模塊： 該模塊針對(duì)乘客確認(rèn)下車前的等待而言，比如 堵車 、中途下車的情況，通過(guò) 1Hz脈沖計(jì)數(shù)，每一分鐘計(jì)時(shí)加一，最大計(jì)時(shí)時(shí)間顯示為 59分鐘 。 計(jì)費(fèi)模塊： 該模塊是基于等待時(shí)間模塊和路程模塊對(duì)費(fèi)用進(jìn)行控制的。 本設(shè)計(jì)是基于 VHDL進(jìn)行編程，然后在 QuartusⅡ 進(jìn)行波形仿真， 實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)器的基本功能 。它關(guān)系著交易雙方的利益。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是具有一定意義的。于是，出租車行業(yè)以低價(jià)高質(zhì)的服務(wù)給人們帶來(lái)了出行的享受。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計(jì)價(jià)器。 多年來(lái)國(guó)內(nèi)普遍使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的脊梁功能。隨著科學(xué)技的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還完成計(jì)價(jià)的工作。它的功能也在不斷完善。隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)計(jì)價(jià)器的不斷改進(jìn)和完善，便產(chǎn)生了能夠自主計(jì)費(fèi)，以及現(xiàn)在的能夠打一發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變動(dòng)單價(jià)等功能。 要求顯示里程、計(jì)費(fèi)及等候時(shí)間。若非往返，按下單程鍵，計(jì)費(fèi)顯示三位整數(shù)、一位小數(shù)。對(duì)等待時(shí)間、路程計(jì)數(shù)，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)費(fèi)用。 設(shè)計(jì)方法 本設(shè)計(jì)將使用硬件描述語(yǔ)言 VHDL 設(shè)計(jì)出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)。 VHDL 是采用可編程邏輯器件通過(guò)對(duì)器件內(nèi)部的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的，是一種基于芯片的設(shè)計(jì)方法。 時(shí)鐘 基礎(chǔ)時(shí)鐘 計(jì)數(shù)器 1 等待時(shí)間 車速時(shí)鐘 計(jì)數(shù)器 2 里程 計(jì)費(fèi) 分頻 顯示 圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 4 設(shè)計(jì)流程圖 乘客上車后，按下啟動(dòng)按鈕，計(jì)價(jià)器開(kāi)始工作，首先進(jìn)入初始化狀態(tài)，即計(jì)程從 0 開(kāi)始，計(jì)費(fèi)從 8 開(kāi)始。 單程： 里程計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)路程超過(guò) 3 公里時(shí)，計(jì)費(fèi)開(kāi)始累加，按 1 元每公里計(jì)算，路程超過(guò) 20公里時(shí)每公里 元。往返：每公里 1 元，等待計(jì)費(fèi)為每分鐘 1元。 6 四 系統(tǒng)仿真結(jié)果 及分析 仿真波形圖分析 具體封裝圖如下： 各信號(hào)說(shuō)明： 輸入信號(hào) :clk:系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，頻率 64Hz； mile:車速時(shí)鐘，頻率 8Hz； start:啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng) start=1 時(shí)，出租車啟動(dòng)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)； 則計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)； rst:復(fù)位信號(hào)，當(dāng) rst=1 時(shí)，各計(jì)數(shù)器清 0；當(dāng) rst=0 時(shí)，計(jì)數(shù)器可以開(kāi)始計(jì)數(shù) ,start=1 表示計(jì)數(shù)開(kāi)始； one_way:單程信號(hào)，單程時(shí)由司機(jī)輸入； wait_siignal:等待信號(hào)， 處于等待狀態(tài)時(shí)由司機(jī)輸入； 輸出信號(hào) :km0， km1:里程，單位為公里； min0， min1:等待時(shí)間，單位為分鐘； cost0， cost1， cost2， cost3:費(fèi)用，單位為元 ，其中 cost0 表示小數(shù)位 。 啟動(dòng)鍵 、 單程鍵有效， 行駛一段時(shí)間等待信號(hào)有效，等待后繼續(xù)行駛。 圖 4 單程行駛示意圖 圖 5 單程行駛中途等待示意圖 8 啟動(dòng)鍵、單程鍵有效， 中途等 待 4 分鐘， 乘客下車 時(shí) 顯示費(fèi) 用 25 元 ，復(fù)位信號(hào)有效，計(jì)數(shù)器清零，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)有效時(shí)重新計(jì)數(shù)。出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了 VHDL 覆 蓋面廣，描述能力強(qiáng)，是一個(gè)多層次的硬件描述語(yǔ)言及 CPLD 器件速度快，使用方便，便于修改等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)在實(shí)用方面具有一定的價(jià)值 。 若 要實(shí)現(xiàn)出租車的 不同 檔位 下的計(jì)程計(jì)費(fèi) ，還 需要進(jìn)一步討論。 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我們更進(jìn)一步的深入了解了 VHDL 設(shè)計(jì)語(yǔ)言，并在使用過(guò)程中對(duì)它有了更深的體會(huì)。 10 六 參考文獻(xiàn) [1] Volei A. Pedroni . 《 VHDL 數(shù)字電路設(shè)計(jì)教程 》 .電子工業(yè)出版社， . [2] 蔣小燕，余偉鈞 ， 張立臣 . 《 EDA技術(shù)及 VHDL》 .. [3] 鮑可進(jìn)，趙念強(qiáng)，趙不賄等 . 《 數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì) 》 .清華大學(xué)出版社， . [4] 潘松，黃繼業(yè) . 《 EDA技術(shù)實(shí)用教程》 .科學(xué)出版社， . [5] 劉江海 . 《 EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 .華中科技大學(xué)出版社， . 11 附錄（程序源代碼） library ieee。 use 。 entity taxi is port(clk:in std_logic。 wait_signal:in std_logic。 one_way:in std_logic。 cost0,cost1,cost2,cost3:out std_logic_vector(3 downto 0)。 km0,km1:out std