1 系統設計

1.2設計要求

1.1.1 設計任務

設計并制作一臺出租車計費器。

1.1.2 性能指標要求

① 用EDA實訓儀的I/O設備和FPGA實現出租車計費器的設計。

② 出租車起步開始計程和計費，計程系統按實際公里數計程，計費系統首先顯示起步價（如7.0），車行駛2km以內，只收起步價7元。

③ 出租車行駛超過2km后，按每公里1.6元在7.0元的基礎上增加。

④ 出租車行駛超過10km后（或超過20元路費），每公里加收50％的車費，即車費變為每公里2.4元。

⑤ 出租車達到目的地后，（用一個按鈕）計程和計費數據清零，為下一次計費開始。

1.2 設計思路及設計框圖

1.2.1設計思路

計程和計費都是十進制位的輸入，通過脈沖實現計數。計程通過分頻器的輸出作為輸入，產生的秒脈沖以實現計數功能。計費在LED數碼管上分為個位十位（例如起步價為7元，顯示器上顯示70，三公里時為86......），計程器和計費器在一個程序內完成，分頻器用另一個程序完成，并將程序都生成一個元器件，用圖形法級聯在一起。上硬件仿真后，打開開關輸入脈沖，通過上升沿觸發使路程計算加一，并使總路計算模塊加一，到達相應的公里數后沒每公里收費也隨之改變。

1.2.2總體設計框圖

2.1 總體電路圖

2.2 分頻器模塊

module fpq_(clk,KS,clk_1s);

input clk,KS;

output reg clk_1s;

reg[26:0] qs;

always @(posedge clk)

if(KS==1)

begin

if(qs==49999999) qs=0;

else qs=qs+1;

if(qs==24999999) clk_1s=0;

else clk_1s=1;

end

endmodule

分頻器

2.3計程計費器模塊

module CZCJFQ(clk,clrn,clk2,L1,L2,L3,L4,L5,L6);

input clk,clrn,clk2;

output L1,L2,L3,L4,L5,L6;

wire[15:0] Q;

reg[7:0] km;

reg[11:0] ZJ;

reg clk1;

reg [6:0] L1,L2,L3,L4,L5,L6;

initial clk1=1;

always @(posedge clk^clk2 or negedge clrn)

begin

if(~clrn) km[3:0]=0;

else begin

if(km[3:0]==9) km[3:0]=0;

else km[3:0]=km[3:0]+1;

if(km[3:0]==9) clk1=0;

else clk1=1;

end

end

always @(posedge clk1 or negedge clrn)

begin

if(~clrn) km[7:4]=0;

else begin

if( km[7:4]==9) km[7:4]=0;

else km[7:4]= km[7:4]+1;

end

else begin

if(ZJ[11:0]>9999) ZJ[11:0]=70;

else if(km[7:0]>'h9) ZJ[11:0]=ZJ[11:0]+24;

else if(km[7:0]>'h1) ZJ[11:0]=ZJ[11:0]+16;

else ZJ[11:0]=ZJ[11:0];

end

end

assign{Q[3:0]}={ZJ[11:0]}%10;

assign{Q[7:4]}={ZJ[11:0]}/10%10;

assign{Q[11:8]}={ZJ[11:0]}/100%10;

assign{Q[15:12]}={ZJ[11:0]}/1000;

路程計費器模塊

2.4 組合邏輯模塊(部分)

always@ (Q[0],Q[1],Q[2],Q[3])

begin

case ({Q[3],Q[2],Q[1],Q[0]})

4'B0000:L1=7'B1000000;

4'B0001:L1=7'B1111001;

4'B0010:L1=7'B0100100;

4'B0011:L1=7'B0110000;

3 調試過程

在編程代碼和編譯過程經常出現問題，尤其是always@(*)語句上經常出錯，以及在下載到硬件仿真的時候LED數碼管沒有反應，在向老師求助答疑后加入了些組合邏輯模塊，修改過后的程序能正常編譯，之后將程序下載到硬件中，打開開關檢查路程計算能正常運行，路程計費計算功能正常，可以達到驗收標準。

4 功能測試

4.1 測試儀器與設備

計算機一臺

EDA實訓儀

4.2 性能指標測試

打開開關后輸入脈沖可產生路程計算，隨著路程的遞增費用也按要求遞增，按下按鍵后數據可清零，也可以通過按下按鍵自行增加路程。

仿真波形圖（部分模塊）