隨著EDA技術(shù)的飛速發(fā)展，大規(guī)模可編程邏輯器件CPLD/FPGA應(yīng)用越來越廣泛，不僅簡化了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，降低了系統(tǒng)的體積和成本，也提高了系統(tǒng)的可靠性和保密性，使各種邏輯功能的實(shí)現(xiàn)變得靈活、方便。

1、設(shè)計(jì)要求

白天起步價(jià)為3千米范圍內(nèi)5元，晚上起步價(jià)為3千米范圍內(nèi)6元。白天車行3千米后按1.8元/千米計(jì)費(fèi)，晚上車行3千米后按2.2元/千米計(jì)費(fèi)。當(dāng)按下復(fù)位鍵時(shí)，出租車計(jì)費(fèi)器回復(fù)為初始狀態(tài)，若為白天則顯示費(fèi)用5元，晚上則顯示費(fèi)用6元。當(dāng)按下開始行駛鍵時(shí)，出租車則按上述收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

2、各模塊設(shè)計(jì)

2.1、車速模塊

出租車行走的里程數(shù)是根據(jù)裝在車輪上傳感器確定，由于汽車輪子轉(zhuǎn)一圈的周長確定，汽車每轉(zhuǎn)一圈就輸出一個(gè)脈沖。用clk表示傳感器輸出脈沖，reset表示復(fù)位信號(hào)，stop表示出租車停止按鍵，start表示出租車開始行駛按鍵，sp表示出租車暫停按鍵，出租車每走100m，就輸出一個(gè)脈沖clkout以便于里程的計(jì)算和顯示。

2.2、計(jì)程模塊

計(jì)程模塊主要是用于記錄出租車行駛的里程數(shù)，通過對(duì)車速模塊輸出的clkout信號(hào)計(jì)數(shù)，可以算出出租車行駛的距離。在一般情況下，每行駛0.5km開始計(jì)價(jià)一次，由而輸出一個(gè)計(jì)程脈沖co。kcnt3、kcnt2、kcnt1、kcnt0分別代表里程輸出十分位、個(gè)位、十位、百分位。

2.3、計(jì)費(fèi)模塊

計(jì)費(fèi)模塊主要用于記錄出租車啟動(dòng)后所產(chǎn)生的總費(fèi)用。choose高電平時(shí)表示白天，低電平時(shí)表示晚上，m0、m1、m2、m3分別表示總費(fèi)用輸出的十分位、個(gè)位、十位、百分位。

2.4、顯示模塊

顯示模塊用來顯示出租車行駛的里程數(shù)與總費(fèi)用。利用FPGA/CPLD來控制LCD1602模塊，需要定義lcdrs、lcden、lcdrw幾根線，用來控制其基本操作。data用于對(duì)LCD1602的數(shù)據(jù)輸出。

2.5、頂層模塊

設(shè)計(jì)將以上4個(gè)例化元件，按圖1連接，組成基于EDA技術(shù)的出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)頂層圖。

圖1：基于EDA技術(shù)的出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)頂層圖

3、系統(tǒng)仿真

車速模塊的仿真波形如圖2所示，有圖可知：每25個(gè)傳感器脈沖就輸出一個(gè)100米脈沖clkout。計(jì)程模塊的仿真波形如圖3所示，滿足設(shè)計(jì)要求。計(jì)費(fèi)模塊的仿真波形如圖4所示，在白天，每增加0.5千米的路程，費(fèi)用增加0.9元。

4、結(jié)論

本文采用EDA技術(shù)的層次化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出租車計(jì)費(fèi)器，用VHDL編寫各個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)底層設(shè)計(jì)；用原理圖輸入方式描述各模塊間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方法簡單快捷，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能可靠。