摘要:介绍了出租车计费器系统的组成及工作原理,简述了在EDA平台上用单片CPLD器件构成该数字系统的设计思想和实现过程.论述了车型调整模块,计程模块,计费模块,译码动态扫描模块等的设计方法与技巧.
关键词:CPLD/PPGA 硬件描述语言 出租车计费器 MAX+PLUS软件 数字系统
随着EDA技术的高速发展,电子系统的设计技术和工具发生了深刻的变化,大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA的出现,给设计人员带来了诸多方便.利用它进行产品开发,不仅成本低,周期短,可靠性高,而且具有完全的知识产权.本文介绍了一个以Altera公司可编程逻辑芯片EPM7128SLC84-15为控制核心,附加一定外围电路组成的出租车计费器系统.
1 系统组成
基于CPLD/FPGA的出租车计费器的组成如图1所示.各部分主要功能如下:(1)A计数器对车轮传感器送来的脉冲信号进行计数(每转一圈送一个脉冲).不同车型的车轮直径可能不一样,通过"设置1"对车型做出选择,以实现对不同车轮直径的车进行调整.(2)B计数器对百米脉冲进行累加,并输出实际公里数的BCD码给译码动态扫描模块.每计满500送出一个脉冲给C计数器."设置2"实现起步公里数预制.(3)C计数器实现步长可变(即单价可调)的累加计数,每500米计费一次."设置3"用来完成超价加费,起步价预制等.(4)译码/动态扫描将路程与费用的数值译码后用动态扫描的方式驱动数码管.(5)数码管显示将公里数和计费金额均用四位LED数码管显示(三位整数,1位小数).
2 功能模块设计
出租车计费器由车型调整模块,计程模块,计费模块,译码动态及扫描等模块组成,整个系统采用模块化设计,首先用VHDL编写功能模块,然后用顶层原理图将各功能模块连接起来.
2.1 车型调整模块
出租车车型并非单一,各个车型的轮胎直径亦有所不同.据调查统计,现行出租车轮胎直径大致有四种,直径分别为520mm,540mm,560mm和580mm.若要使不同车型的出租车每行驶一百米均送出一个脉冲,可通过设置"可预制分频器"的系数来完成.根据上述车轮直径计算出的分频系数分别为61,59,57和55.预制数据受两个车型设置开关控制,DIP开关状态与车轮直径对应关系如表1所示(表中"1"为高电平,"0"为低电平).
表1 车型设置
车轮直径(mm)
520
540
560
580
DIP开关(两位)
00
01
10
11
在参数预制中,使用With_Select语句(查表法)做分频选择:
with cartype select
typecounter9 or datal(4)='1'then
datal(3 downto 0):=datal(3 downto 0)+"0110";
datal(8 downto 5):=datal(8 downto 5)+1;
end if;
其中,data(4)为半进位标志."起步价格"和"超价加费"设置参数分别如表3和表4所示.计费模块(以下简称MONEY)封装见图4.
表3 起步价格设置
起步价格(元)
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
DIP开关(3位)
001
010
011
100

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