钱柜体育 EDA出租车计价器实习报告(电路图,程序,仿真图字)_工程_高等教育_教学

日期:2021-01-22 15:06:34 浏览量: 137

EDA课程设计-出租车计价器设计电子信息工程1电信0902班Lijie简介1.1任务随着我国社会和经济的全面发展,大,中,小城市的出租车业务发展迅速,出租车有成为人们选择日常旅行的相对普遍的交通工具。出租车计价器是使出租车市场标准化和减少驾驶员和乘客之间纠纷的重要设备。一个功能齐全,易于使用且准确的出租车计价器是加强出租车行业管理和提高服务质量的必要条件。该设计使用VHDL硬件描述语言作为设计方法,并采用自己的设计思想来获得出租车计价系统的软件结构。在Quartus II8.1软件下进行了仿真,以证明所设计的电路系统已完成租用。车辆计价功能,所有指标均符合设计要求,并具有一定的实用性。 1.2 Quartus II简介Quartus II是Altera公司的一款全面的PLD / FPGA开发软件。它支持多种设计输入形式,例如示意图,VHDL,VerilogHDL和AHDL(Altera硬件描述语言),并且嵌入了自己的合成器,并且模拟器可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计过程。

Quartus II可以在XP,Linux和Unix上使用。除了使用Tcl脚本完成设计过程外,它还提供了完整的用户图形界面设计方法。具有运行速度快,界面统一,功能集中,易学易用的特点。 Quartus II支持Altera的IP内核,包括LPM / MegaFunction宏模块模块库,因此用户可以充分利用成熟的模块,简化设计复杂性,并加快设计速度。对第三方EDA工具的良好支持还使用户能够在设计过程的所有阶段使用熟悉的第三方EDA工具。此外,通过结合DSP Builder工具和Matlab / Simulink,Quartus II可以轻松实现各种DSP应用系统。它支持Altera的片上可编程系统(SOPC)开发,集成系统级设计,嵌入式软件开发以及集成可编程逻辑设计的功能,这是一个全面的开发平台。第1页(共26页)EDA课程设计-出租车仪表设计Maxplus II作为Altera的上一代PLD设计软件,由于其出色的易用性而被广泛使用。 Altera已停止更新对Maxplus II的支持。与Quartus II相比,它不仅支持丰富的设备类型和图形界面的更改。

Altera包括许多设计辅助工具,例如Quartus II中的SignalTap II,Chip Editor和RTL Viewer,集成了SOPC和HardCopy设计流程,并继承了友好的图形界面和Maxplus II的易用性。作为一种可编程逻辑设计环境,Altera Quartus II由于其强大的设计能力以及直观易用的界面而在数字系统设计师中越来越受欢迎。功能Quartus II提供了一个完全集成的开发套件环境,与电路结构无关。它具有数字逻辑设计的所有功能,其中包括:可以使用原理图华体会 ,结构框图,VerilogHDL,AHDL和VHDL来完成电路描述现金牛牛 ,并将它们另存为设计实体文件;芯片(电路)平面布局布线编辑; LogicLock增量设计方法,用户可以构建和优化系统,然后添加对原始系统的性能影响很小或没有影响的后续模块;强大的逻辑综合工具;完整的电路功能仿真和时序逻辑仿真工具;定时/定时分析和关键路径延迟分析; SignalTap II逻辑分析工具可用于嵌入式逻辑分析;支持软件源文件的添加和创建,并将它们链接生成编程文件;使用组合的编译方法一次完成整个设计过程;自动定位编译错误;高效的期间计划和验证工具;可以读取标准的EDIF网表文件,VHDL网表文件和Verilog网表文件;可以生成第三方EDA软件使用的VHDL网表文件和Verilog网表文件。

1.3 VHDL语言基础1.3.1 VHDL程序的总体结构第2页,共26页EDA课程设计-出租车计价器设计一般来说,一个相对完整的VHDL语言程序(或称为设计实体)应至少由三个基本组成部分:①库,包装(Package)说明; ②实体(Entity)描述; ③实体对应的结构(架构)描述。其中,库和程序包指令用于打开(调用)设计实体将使用的库和程序包。实体描述用于描述设计实体与外界之间的接口信号描述,是视觉的一部分。使用结构描述来描述设计实体内部工作的逻辑关系是一个不可见的部分。在一个实体中,允许一个或多个结构,并且每个结构可以包含一个或多个进程和其他语句。如有必要,该实体还可以具有配置说明。配置描述语句主要用于以分层方式实例化特定的设计实体,或为该实体选择特定的结构。图4-1显示了VHDL程序设计的更全面的结构。 VHDL语言的一般结构通常是:LIBRARY IEEE;使用IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;使用IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;使用IEEE.STD_LOGIC_UNSIGN.ALL; ENTITY实体名称IS [端口说明]; END实体名称;架构结构名称OF实体名称IS [内部定义声明]内部信号,常量,数据类型,函数等的定义; BEGIN [并行处理语句]; END结构名称;程序的开头引用了IEEE库,并调用了3条USE语句。库的VHDL设计可以使用程序包STD_LOGIC_1164,STD_LOGIC_ARITH和STD_LOGIC_UNSIGNED中的预定义内容。

STD_LOGIC_1164程序包,其中预定义的内容是STD_LOGIC,STD_LOGIC_VECTOR和其他数据类型,以及一些数据类型转换功能。 STD_LOGIC_ARITH程序包,其中预定义的内容为带符号和无符号类型,并且基于EDA课程设计出租车计程器针对这些类型的算术运算而设计。 STD_LOGIC_UNSIGNED程序包,其中预定义的内容是基于STD_LOGIC和STD_LOGIC_VECTOR的无符号算术运算。由于程序中最常用的数据类型是标准数据类型,因此以上引用的语句通常写在程序顶部。这样,可以在程序中轻松地处理标准数据类型。 1.3.2实体设计概述实体是设计实体的表面设计单元。它的功能是描述此设计实体与外部电路之间的接口。它指定设计单元的输入和输出接口信号以及引脚。它是设计实体与外界之间的通信接口。 ([K9]实体语句结构实体描述单元的常用语句结构如下:实体实体名称为[generic(通用表);] [port(端口表);]结束实体实体名称;实体描述单元必须为句子“实体的实体名称是”中以“结束实体实体名称;”开头亚搏官方 ,其中实体名称是设计者自己给设计实体的名称,可以在其他设计实体调用它时使用(考虑到MAX + PLUSII要求的来源)程序文件的名称必须与实体名称一致,因此建议每个源程序文件的命名与实体名称一致)方括号中的语句说明在中间,

在某些情况下不是必需的。例如,在VHDL模拟测试平台上构建时,不需要方括号中的语句。 ([K10]通用描述语句通用参数是端口接口常量,通常以描述的形式放置在实体或块结构的描述部分中。通用参数为所描述的环境提供了一种方法静态信息通道,通用值可以由外部设计实体提供,因此,设计人员可以通过从外部重置通用参数来轻松更改设计实体或组件的内部电路结构和规模,需要修改实体的内部程序。通用描述的通用书写格式如下:generic([常量名称;数据类型[:设置值]] {;常量名称;数据类型[:设置值]});(3)端口说明第4页of 26 EDA课程设计-出租车仪表设计port以端口为导向的端口描述是对设计物理接口的描述,物理端口描述的一般书写格式如下:port(端口名称:port)模式数据类型; {port name:port mode数据类型});其中,端口名称是设计者为实体的每个外部通道获得的名称;端口模式是指这些通道上的数据流模式,例如输入或输出等;数据类型是指端口上流动的数据的表达格式。由于VHDL是一种强类型语言,因此它对语句中所有操作数的数据类型都有严格的规定。

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实体通常具有一个或多个端口,这些端口与原理图零件符号上的引脚相似。实体与外界通信的信息必须通过端口通道流入或流出。 IEEE1076标准软件包定义了四种常用的端口模式。每个端口模式的功能和符号都在实际的数字集成电路中。输入等效于仅允许输入的引脚,输出等效于仅允许输出的引脚,而缓冲器等效。对于具有可读取的输出缓冲器的引脚(不同于三态引脚),inout等效于双向引脚。 1.3.3结构设计概述结构(体系结构)用于描述设计实体的内部结构以及实体端口之间的逻辑关系。该结构的内部结构的描述级别和描述内容可以在图4-3中说明。一般来说,一个完整的结构包含以下两个基本级别:1、数据类型,常量,信号,子例程和组件的描述部分。2、以行为,数据流和结构描述的方式表达实体的逻辑行为或功能的描述性句子。该结构将具体实现一个实体。每个实体可以包含多个机构,并且每个结构对应于该实体的不同结构以及算法的实现。两者之间的每个结构的状态都相同,但是同一结构不能由不同实体拥有。该结构不能单独存在,它必须具有对应于实体的接口描述。对于具有多个结构的实体,必须使用配置语句来指定实际用于合成的结构和用于仿真的结构。

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在电路中,如果实体表示设备符号,则结构描述符号的内部行为。当将该符号实例化为实际设备并安装在电路上时,需要配置语句来指定实例化设备的结构(即,指定实现方案),或者由编译器主体自动选择默认结构。 ([K9]结构的一般语句格式结构的语句格式如下:实体名称的体系结构结构名称为26页EDA课程设计-出租车计价器设计的第5页[说明语句]开始[功能描述语句]结束体系结构结构名称;其中出租车计价器电路图,实体名称必须与设计实体名称一致,并且设计者可以选择结构名称,但是当一个实体具有多个结构时,该结构的名称不能重复。[2)结构描述语句结构中的描述语句描述将在结构的功能描述语句中使用的信号(信号),数据类型(类型),常量(常数),组件(组件),函数()。但是,在结构中描述和定义的数据类型,常量,组件,函数和过程只能在该结构中使用,如果要在其他实体或内部使用在结构上,需要处理一个特殊的程序包。 (3)函数描述语句结构结构函数描述可以包含五种不同的类型,并且这是一个并行工作的语句结构。

每个语句结构可以包含并行运行的逻辑描述语句或按顺序运行的逻辑描述语句。每个句子结构的基本组成和功能如下:①语句块是一系列并行执行语句的组合。其功能是将一个或多个模块组成一个或多个模块,以使程序结构清晰易读。 。 ②过程语句定义了顺序语句模块,该模块用于将从外部获得的信号值或内部操作数据分配给其他信号。 ③信号分配语句将设计实体中的处理结果分配给定义的信号或接口端口。 ④子程序调用语句用于调用已设计的子程序。 ⑤组件实例化语句执行其他设计实体的组件调用指令,并将该组件的端口与其他组件,信号或高级实体的接口端口相连。 2出租车计程器的总体设计第6页,共26页EDA课程设计-出租车计程器设计2.1系统设计要求本文将使用VHDL设计出租车计程器的计费系统出租车计价器电路图,具体要求如下:白天:1天内行程的公里数,起价为5元钱柜体育 ,之后每公里1元,超过3公里的空车将额外收取6元。漆黑的夜晚:1公里以内,起步价为7元,之后为每公里2元。超过4公里的,加收8元。它可以显示行驶的公里数和电表费;它可以实现加速,停车,成本距离也会相应改变;可以通过按钮从白天切换到夜晚;可以随时将其重置为零,并且结算是初始值。

定价范围为0-99.9元,定价分辨率为0.1元,行驶范围为0-9.999公里,分辨率为0.001公里。 2.2出租车计价器系统的工作流程图分析了出租车计价器系统的工作,即出租车计价器系统的工作流程图如下图所示。重置按钮KK = 1,白天加速旋钮K = 0,在夜间旅行的1公里之内,起价为5元,其后为每公里1元。 1公里以内,起步价为7元,超过3公里,则按每公里2元收费,超过4公里,则按6元收费,8元收费第7页,共7页出租车计价器设计将出租车计为载客之后,启动计价器,整个系统开始工作并进入初始化状态,即计价器从0开始凤凰体育平台 ,如果按如果为1,则为白天。该按钮为0,这是漆黑的夜晚。白天:1公里之内的起步价为5元,之后每公里1元,超过3公里的空车将收取6元。漆黑的夜晚:1公里以内,起步价为7元,之后每公里2元,超出4公里的空车将另收取8元。然后根据加速旋钮判断是驱动还是停止。出租车停止乘客下车后,按复位信号,所有计数器复位。 3.出租车计程器系统的VHDL程序模块设计根据出租车计程器工作流程图可分为4个主要模块:计程器模块,白天计程器模块,夜间计程器模块,显示模块。 ([K9]仪表模块:如果(Rst ='0')开始,则进程(电机)开始,然后仪表1