Leebin出租车计费器方案设计书 .docx

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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习基于 SOPC 出租车计费器课程设计一、主要设计条件1. 供应 EDA 试验室。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2. 供应 EL 或 SOPC试验箱和 CPLD 芯片。3. 供应 ALTERA 公司的 QUARTUSII.72 设计软件。1. 说明书。2. 设计总体思路，基本原理和框图（顶层电路图）。3. 单元电路设计（各次级模块电路图）。4. 设计仿真。5. 编程下载。二、设计内容与设计要求CPLD 为复杂可编程规律器件，通过EDA技术对其进行编程，可将一个较复杂的

2、数字系统集成于一个芯片中，制成专用集成电路芯片，并可随时在系统修改其规律功能。有关学问可参见相关教材或参考书。一）设计内容（1） 实现计费功能，计费标准为：按行驶里程计费，起步价为 6.50 元， 并在车行 3Km后按 2.00 元/Km 计费，当计费器达到或超过 20 元时，每公里加收 50的车费，车停止不计费。（2） 现场模拟功能：能模拟汽车起动、停止、暂停以及加速等状态。（3） 按计动态扫描电路，将车费和路程显示出来，各有两位小数。二）设计要求：1、 设计思路清晰，给出整体设计框图。2、 在 QUARTUSII设计各单元电路，完成其功能仿真和编译并生成低层模块。可编辑资料 - - - 欢

3、迎下载精品名师归纳总结3、 在 QUARTUSI中I4、 在 QUARTUSI中I5、写出设计报告。三、设计背景与进展（1） ） 设计背景完成顶层设计并编译通过。完成设计下载并调试电路。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二十世纪后半期，随着集成电路和运算机技术的飞速进展，数字系统也得到了很大的进展。其实现方法经受了由部分元件到整体元件的过程。同时，为了提高系统的牢靠性与通用性，微处理器和专业集成电路（ASTC ）逐步取代了通用全硬件LSI 电路，而 ASIC 以其体积小，重量轻，功耗低，速度快，成本低，保密性好而脱颖而出。目前，大量的可编程规律器件（ PLD ），特别是现场可编程

4、规律器件（FPLD ）被大量应用在 ASIC 的制作中。QUARTUSII7.2软件设计环境的灵敏性和高效性为出租车计费器的设计带来了无可比拟的好处。其丰富的界面，让设计人员可以轻松的把握和使用。（2） ）EDA 的进展前景EDA 技术（即 Electronic Design Automation技术）就是依靠强大的运算机，在EDA 工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL （ Hardware DdscriptionLangurage）为系统规律描述手段完成的设计文件，自动的完成规律编译、化简、分割、综合、布局布线以及规律优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。它在硬件实现方面融合了大

5、规模集成电路制 造 技 术 、 IC版 图 设 计 、 ASIC测 试 和 封 装 、 FPGAGieldPeogrammable Gate Array/CPLDComplexProgrammable LogicDevice 编程下载和自动测试等技术。在运算机帮忙工程方面融合了运算机帮忙设计CAD ，运算机帮忙制造（CAM ），运算机帮忙测试（ CAT ），运算机帮忙工程（CAE ）技术以及多种运算机语言的设计概念。而在现代电子学方面就容纳了更多的内容，如电子线路设计理论、数字信号处理技术、数字系统建模和优化技术及长线技术理论等。VHDL的 英 文 全 名 是 VHSIC （ VeryHigh

6、Speed Integrated Circuit ） Hardware DescriptionLanguage,由 IEEE（ The Institute of Electrical and ElectronicsEngineets）进一步进展，并在1987 年作为“ IEEE 标准 1076”公布。从今VHDL成为硬件描述语言的业界标准之一。四、出租车计费系统的实现一） 系统的总体框图图 1 系统总体框图二）系统各模块的实现（1） ） jifei 的实现可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结模块 jifei 见下图。输入端口js,start,pause,stop 分别为出租车计费器

7、的加速、起动、暂停、停止按键。实现计费功能，计费标准为：按行驶里程计费，起步价为6.50 元，并在车行 3Km 后按 2.00 元/Km 计费，当计费器达到或超过20 元时，每公里加收50的车费，车停止不计费。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（2） ） x 的实现图 2 模块 jifei可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结模块 x 见下图。该模块把车费和路程转化为4 位十进制数， daclk 的频率要比 clk 快得多。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（3） ） display 的实现图 3 模块 x可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结模

8、块 display 见下图。经过该八选一模块把车费和路程显示出来。每来一个选通的址，模块就把选到的那一位十进制输入值向后输出，同时在路程的百位和费用的十位显示小数点。实现译码功能。译码管片的选通信号，对输入脉冲进行计数。图 4 模块 display三）系统仿真（1） ） jifei 的仿真结果输入： clk,js,start,pause,stop。输出： chefei,luc.图 7 jifei 仿真结果（2） ） x 的仿真结果输入： ascore,bscore,daclk。输出： age,ashi,abai,aqian,bge,bshi,bbai,bqian。图 8 x 仿真结果可编辑资料

9、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（3） ）display 的仿真结果输入： a1,a2,a3,a4,b1,b2,b3,b4,CLK 。输出： d,dp,q图 9 display 仿真结果（4） ） chuzu的仿真结果输入： clk0,daclk0,tingzhi,qidong,jiasu,zanting。输出： d0,dq0,q0.图 12 chuzu 仿真结果五、设计心得这次课程设计是出租车计费器，开头拿到课题时候相当兴奋！觉得高校四年的理论课程与生活中的实际亲热结合了！第一，我查阅了相关书籍。熟识到Quartus包括模块化的编译器。编译器包括的功 能 模 块 有 分析 / 综 合

10、器 （ AnalysisSynthesis） 、 适 配 器（ Fitter） 、 装 配 器（Assembler ）、时序分析器（ TimingAnalyzer）、设计帮忙模块（ Design Assistant）、EDA 网 表 文 件 生 成 器 （ EDA NetlistWriter） 、 编 辑 数 据 接 口（ CompilerDatabase Interface）等。可以通过选择Start Compilation来运行全部的编译器模块，也可以通过 选择 Start单独运行各个模块。仍可以通过选择Compiler Tool，在 Compiler Tool窗口中运行该模块来启动编译器

11、模块。然后，在接到任务后，我便开头争论程序，期望通过自己的努力，能对这个课题和程序有自己的熟识。但是前期的学习得不够扎实，让我在阅读程序时频频的遇到问题。经过老师的讲解，能对程序的各模块进行修改。然而，我仍是遇到了很多麻烦的问题，比如说，程序不懂得，软件运用不娴熟， 再比如说，应用模块不熟识，等等。真正领悟到艰苦奋斗的真正含义，我才意识到学好基础的重要性。我想说，设计的确有些辛苦，但苦中也有乐。而且，通过这次课程设计对技术有了更进一步的熟识，VHDL 语言和语言等其他语言仍是有很大的区分。VHDL是 EDA技术的重要组成部分，其具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性，并且具有良好的电路行

12、为描述和系统描述的才能，并在语言可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结易读性和层次化、结构化设计方面，表现了强大的生命力和应用潜力。其主要的也是最大的优点就在于设计者可以专心致力于其功能的实现，而不需要对不影响功能的与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。其实，在实际操作中发觉设计和课本上的学问有很大联系，但又高于课本，一个简洁的原理要把它应用以及和其他功能综合起来就有些困难。通过设计也巩固了我们的书本学问以及通过借阅书籍和上网查找资料，也丰富了自己对的明白。但是，本次设计也存在一些不足，暴露了自己对的把握仍有所欠缺。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论学问是

13、远远不够的，只有把所学的理论学问与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手才能和独立摸索的才能。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重 重，这到底第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发觉了自己的不足之处，对以前所学过的学问懂得得不够深刻，把握得不够牢固。课程设计是我们专业课程学问综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程我今日认真的进行课程设计，学会脚踏实的迈开这一步，就是为明天能稳健的在社会大潮中奔跑打下坚实的基础通过这次设计，本人在多方面都有所提高。同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立摸索的才能也有了

14、提高。在这次设计过程中，表达出自己单独设计模具的才能以及综合运用学问的才能，体会了学以致用、突出自己劳动成果的欢快心情，从中发觉自己平常学习的不足和薄弱环节，从而加以补偿。不经意间 , 为期两周的课程设计已经接近尾声。在这次设计中，我学到了在设计这种思维很严密的报告中确定要依据老师给的要求和步骤一步一步的走下去。自己在动手之前确定要 先有一个总体的设计，总的框架图，这样在设计中不至于手忙脚乱的或者丢三落四。同时感谢对我帮忙过的同学们，感谢你们对我的帮忙和支持，让我感受到同学的友 谊。在此感谢我们的老师. ，老师严谨细致、一丝不苟的作风始终是我工作、学习中的榜样。老师循循善诱的教导和不拘一格的思

15、路赐予我无尽的启示。这次设计的每个细节和每 个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮忙我能够很顺当 的完成了这次课程设计。六、附源程序*leebin * module exp14clk,rst,motor,display,seg 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结input clk,rst,motor 。output 6:0 display 。output 2:0 seg 。reg 2:0 seg。reg 7:0 display,decoder 。integer count。integerd1,d10,d100,d1k,m1,m10,m100 。inte

16、ger tmp 。integer charge 。/*distance count & charge compute*/ always negedge motorbeginifrst = 0 begind1 = 0 。d10 = 0 。d100 = 0 。d1k = 0 。m1 = 0。m10 = 0 。m100 = 0 。count = 0 。charge = 0。end else beginifd1 = 9 beginifd10 = 9beginifd100 =9beginifd1k=9 begin d1k = 0。d100 = 0。 d10 = 0 。d1 = 0 。endelse be

17、gin d1k = d1k +1 。 d100 = 0。d10 = 0 。d1 = 0。 end endelse begin d100 = d100+1 。 d10 = 0。d1 = 0。end endelse begin d10 = d10 +1 。d1 = 0。end endelse d1= d1 +1 。ifd1k=0begin m10 = 3 。 m1 = 0 。 m100 = 0 。end可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结elsebegincharge = m1 。m1 = d100 。ifcharge = 9&m1 = 0 beginifm10 = 9begin m1

18、0 = 0。ifm10 = 9 m100 = 0。 else m100 = m100可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结+1。 endend endendelse m10 =m10 + 1 。end可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结/*always count begincharge = 3+d100*100+d10*10+d1 。m100 = charge / 100 。m10 = charge -m100*100 /10 。m1 = charge -m100*100 - m10*10 。end*/*charge count*/*always posedge clk

19、 or negedge motor or negedge rst beginifclk begin可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结endifd1k =0&d100=0&d10 =0&d1=0begin m1 = 3 。 m10 = 0 。 m100 = 0。 charge = 3。 end else charge = 3+d100*100+d10*10+d1 。m100 = charge / 100 。m10 = charge -m100*100 /10 。m1 = charge -m100*100 - m10*10 。case seg0:tmp = d1k 。1:tmp =

20、d100 。2:tmp = d10 。3:tmp = d1 。4:tmp = 0 。5:tmp = m100 。6:tmp = m10 。7:tmp = m1 。endcaseseg = seg +1。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ifmotor =0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结endbegincount = count +1 。ifcount 1000d1k = count /1000 。ifcount100d100 = count-1000*d1k/100 。ifcount10d10 = count-1000*d1k - d100*100/10。d1

21、= count-1000*d1k - d100*100 - d10*10。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ifrst = 0 begind1 = 0 。d10 = 0 。d100 = 0 。d1k = 0 。m1 = 0。m10 = 0 。m100 = 0 。count = 0 。charge = 0。end end*/always posedge clk begin/ifclk/ begin/*ifd1k =0&d100=0&d10 =0&d1=0begin m1 = 3 。 m10 = 0 。 m100 = 0。 charge = 3。 end*/*case seg+1 0

22、:tmp = d1k 。1:tmp = d100 。2:tmp = d10 。3:tmp = d1 。4:tmp = 10 。5:tmp = m100 。6:tmp = m10 。7:tmp = m1 。endcase*/seg = seg +1。/end可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结end/*drive the led group*/ always segbegincase seg0:tmp = d1k 。1:tmp = d100 。2:tmp = d10 。3:tmp = d1 。4:tmp = 10 。5:tmp = m100 。6:tmp = m10 。7:tmp =

23、 m1 。endcase casetmp0:display= 8b00111111 。1:display=8b00000110 。2:display=8b01011011 。3:display=8b01001111 。4:display=8b01100110 。5:display=8b01101101 。6:display=8b01111101 。7:display=8b00000111 。8:display=8b01111111。9:display=8b01101111 。10: display=8b01000000 。default : display = 0 。可编辑资料 - - - 欢

24、迎下载精品名师归纳总结endendcase ifseg=6display = display+128 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结endmodule七、系统调试系统调试是将安装测试成功的各单元连接起来，加上输入信号进行调试， 发觉问题就先对故障进行定位，找出问题所在的单元电路。一般接受故障现象估测法（依据故障情形估量问题所在位置）、对分法（将故障大致所在部分的电路对分成两部分，逐一查找）、对比法（将类型相同的电路部分进行对比或对换位置）等。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系统测试一般分静态测试和动态测试。静态测试时，在各输入端加入不同电平值，加高电平（一般

25、接1 千欧以上电阻到电源）、低电平（一般接的） 后，用数字万用表测量电路各主要点的电位，分析是否中意设计要求。动态测试时，在各输入端接入规定的脉冲信号，用示波器观看各点的波形，分析它们之间的规律关系和延时。除了调试电路的正常工作状态外，另外特别要留意调试初始状态、系统清零、预置等功能，检查相应的开关、按键、拨盘是否牢靠，手感是否正常。参考文献1. 康华光主编 .电子技术基础（数字部分），高等训练出版社。2. 阎石主编 . 电子技术基础（数字部分），清华高校出版社。3. 陈大钦主编，电子技术基础试验，高等训练出版社。4. 彭介华主编，电子技术课程设计指导，高等训练出版社。5. 张 原编著，可编程

26、规律器件设计及应用，机械工业出版社。6. 荀殿栋，徐志军编著，数字电路设计有用手册，电子工业出版社。7. QUARTUSII入门8. 刘洪喜，陆颖编著 . VHDL 电路设计有用教程清华高校出版社版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text,pictures, and design. Copyright is Pan Hongliangs personalownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、争论或观看，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同

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