出租車(chē)計費器的EOA設計與實(shí)現
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圖2所示為分頻得到的秒信號仿真圖，其輸入信號是整數轉換為BCD碼的轉換信號。該轉換信號頻率要求非常高，這樣可保證整數轉換BCD
碼時(shí)輸出與輸入不會(huì )產(chǎn)生太大的延時(shí)。仿真結果證明，該設計是正確的。
圖3給出了分頻得到的車(chē)輪走100米的輸出信號，其輸入信號為驅動(dòng)車(chē)輪轉動(dòng)信號。因為對不同車(chē)輪直徑，車(chē)輪走100米所需圈數不同，所以，對不同車(chē)輪進(jìn)行分類(lèi)討論。圖3所示的仿真波形為車(chē)輪直徑是520 mm的分頻結果。
2．3 計量模塊設計
根據出租車(chē)計費器的功能設計要求，費用的計算是按行駛的里程和等待時(shí)間來(lái)收費。當行駛里程小于3 km時(shí)，按起價(jià)計算費用；當里程大于等于3 km時(shí)每公里按2．5元計費。另外，等待累計時(shí)間大于等于4 min時(shí)，應按每分鐘1．8元計費。因此應按要求設計行駛計費使能信號clk_length和等待計費使能信號clk_time。圖4所示是這兩種信號的仿真波形圖。由圖4可知，當出租車(chē)啟動(dòng)信號start為高電平有效，而等待信號stop為低電平無(wú)效時(shí)，出租車(chē)處于行駛狀態(tài)，當行駛的里程數大于等于3公里時(shí)，系統將產(chǎn)生有效的行駛計費使能信號；而當出租車(chē)啟動(dòng)信號start為高電平有效，且等待信號stop也為高電平有效時(shí)，出租車(chē)處于等待狀態(tài)，當等待時(shí)間大于等于4分鐘時(shí)，即可產(chǎn)生有效的等待計費使能信號。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/166527.htm
在此要特別說(shuō)明的是，因為QuartusⅡ綜合器不支持小數，因此，在設計出租車(chē)費用的時(shí)候，應將人民幣角這個(gè)單位放在個(gè)位，元放在十位。依次類(lèi)推，這樣便于綜合器進(jìn)行綜合。
2．4 轉換模塊的設計
由于出租車(chē)最終的價(jià)格要由7段數碼管來(lái)顯示，而7段數碼管的輸入信號為高電平‘l’或低電平‘0’：且該設計的前面部分將價(jià)格的數據類(lèi)型定義為整數，因而需要附加整數到BCD碼的轉換電路。圖5所示為整數轉換BCD碼的仿真波形。由圖5可以看出，當整數類(lèi)型的價(jià)格(pri-ce)為8時(shí)，經(jīng)過(guò)8個(gè)時(shí)鐘周期，BCD碼的個(gè)位就變?yōu)?；而當價(jià)格(price)為54時(shí)，經(jīng)過(guò)54個(gè)時(shí)鐘周期，BCD碼的個(gè)位變?yōu)?，BCD碼的十位變?yōu)?。在此需要說(shuō)明的是，圖5中的整數轉變?yōu)锽CD碼需要一段時(shí)間的延時(shí)，整數數據越大，轉化輸出產(chǎn)生的延時(shí)就越大。為了實(shí)時(shí)的實(shí)現整數到BCD碼的轉化，需要提高轉換的時(shí)鐘信號頻率(clk_convert)。在圖2中設計的100分頻的頻率計，目的就是減小這一時(shí)間。在實(shí)際的應用中，還可以考慮提高clk_convert的頻率，設計更高的分頻倍數。
3 出租車(chē)計費器的硬件驗證
本設計選用杭州康芯電子有限公司生產(chǎn)的GW48EDA系統作為硬件驗證系統，同時(shí)選用Altera公司的EPlK30TCl44-3作為主控芯片。該主控芯片是一種基于查找表結構的現場(chǎng)可編程邏輯器件，它的基本邏輯單元是可編程的查找表。它能夠實(shí)現組合邏輯的運算，而可編程寄存器則可實(shí)現時(shí)序邏輯運算。因此，只要對出租車(chē)計費器整體設計中的輸入輸出引腳作引腳鎖定，然后重新編譯和下載，就可以進(jìn)行出租車(chē)計費器的硬件驗證。實(shí)驗表明：本設計能夠實(shí)現出租車(chē)計費器的全部功能，從而證明設計是正確的。
4 結束語(yǔ)
本文以現場(chǎng)可編程邏輯器件(FPGA)為設計載體，以硬件描述語(yǔ)言(VHDL)為主要表達方式，以QuartusⅡ開(kāi)發(fā)軟件和GW48EDA開(kāi)發(fā)系統為設計工具，從而設計出具有起步定價(jià)、行駛計價(jià)和等待計價(jià)功能的出租車(chē)計費器。結果表明，本設計能夠實(shí)現所要求的全部功能。同時(shí)，因為
FPGA芯片體積小，功耗低，價(jià)格便宜，安全可靠，稍加修改就可以改變起步的價(jià)格、每公里行駛的價(jià)格和等待時(shí)間的價(jià)格等，而且維護和升級比較方便，也很容易做成ASIC芯片，因而具有較好的應用前景。
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