出租车计费器.doc

数字电路课程设计:出租车计费器江苏技术师范学院东方学院 1 出租车计费器目录前言····················································3 第1章任务要求和工作原理······························4 第2章硬件的模块框图·································5 第3章各模块的组成和原理·····························6 第4章系统统计·······································8 第5章系统安装调试和故障分析························· 10 第6章收获与心得····································· 11 参考文献·············································· 12 附录················································· 12 数字电路课程设计:出租车计费器江苏技术师范学院东方学院 2 前言 VHDL 的英文全名是 Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language, 诞生于 1982 年。 1987 年底, VHDL 被美国国防部确认为标准硬件描述语言。自 IEEE 公布了 VHDL 的标准版本, IEEE-1076 (简称 87版) 之后,各 EDA 公司相继推出了自己的 VHDL 设计环境,或宣布自己的设计工具可以和 VHDL 接口。此后 VHDL 在电子设计领域得到了广泛的接受, 并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。 1993 年, IEEE 对 VHDL 进行了修订,从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展 VHDL 的内容,公布了新版本的 VHDL ,即 IEEE 标准的 1076-1993 版本,(简称 93 版)。现在, VHDL 和 Verilog 作为 IEEE 的工业标准硬件描述语言, 又得到众多 EDA 公司的支持, 在电子工程领域, 已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为,在新的世纪中, VHDL 于 Verilog 语言将承担起大部分的数字系统设计任务。 VHDL 语言是一种用于电路设计的高级语言。它在 80 年代的后期出现。最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周期的一种使用范围较小的设计语言。 VHDL 的英文全写是: VHSIC ( Very High Speed Integrated Circuit ) Hardware Descriptiong Language. 翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言。因此它的应用主要是应用在数字电路的设计中。目前, 它在中国的应用多数是用在 FPGA/CPLD/EPLD 的设计中。当然在一些实力较为雄厚的单位,它也被用来设计 ASIC 。 plex Programmable Logic Device) 复杂可编程逻辑器件,是从 PAL 和 GAL 器件发展出来的器件, 相对而言规模大, 结构复杂, 属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台, 用原理图、硬件描述语言等方法, 生成相应的目标文件, 通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。 CPLD 主要是由可编程逻辑宏单元(MC , Macro Cell) 围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中 MC 结构较复杂,并具有复杂的 I/O 单元互连结构,可由用户根据需要生成特定的电路结构,完成一定的功能。由于 CPLD 内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连, 所以设计的逻辑电路具有时间可预测性,避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。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。利用 VHDL 语言设计出租车计费系统, 使其实现计费以及预置和模拟汽车启动、停止、暂停等功能, 并设计动态扫描电路显示车费数目, 突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易读性等优点。此程序通过下载到特定芯片后,可应用于实际的出租车计费系统中。本文基于 CPLD 开发系统,在 QuartusII 软件平台上, 完成了出租车自动计费电路的设计和硬件实现。首先, 论文介绍了 QuartusII 软件的基