《多功能出租车运营控制器》.doc

多功能出租车运营控制器 学号 姓名:洪立俊 1、申请题目：多功能出租车运营控制器 这是一个以出租车计费为主要功能的基于FPGA的全数字系统，同时此系统还附加有一些相关的其他功能，比如计时，自动收费，管理员操作等。 2、课题背景： 出租车是人们日常生活中不可或缺的交通工具，但就目前的出租车运营状况来看，仍存在许多问题，比如司机乱收费，不打表现象较多，出租车公司对于运营信息的管理不到位，另外在客运安全方面仍存在较大漏洞，针对以上提到的问题，我觉得开发一个能够高效管理出租车运营的系统。 3、项目规划： 系统功能：此系统的功能主要有计时（附有闹钟和日期），运营计价，自动收费，运营信息保存，管理员操作等。 指标及规模：时间显示包括时，分，秒，日期显示包括日，月（分大小月，二月假设为29天），闹钟设置精确到秒，闹铃长达30s。收费标准：白天（6时到夜间23点）起步价为9元，3～15公里每公里1元，15公里以上每公里1.5元，每等待1分钟加收2元，夜间起步价10元，超过3公里每公里1.8元，每等待1分钟3元。计价按每100米计价，里程增加。里程最大为99公里，收费最大999.99元，自动收费接受10，5元，1元，自动找零找都是1元。系统涉及密码为6位。 面板（显示）：6个8段数码管，4×4小键盘，开关若干，LED灯 操作及规则：复位后进入计时，按C修改时间，中途按B可退出，完成六位修改后按E确认，按6进入设置闹钟状态，类似于时间的修改。闹钟时间到或者按0关闭，或者30s后自动关闭。按4显示日期，按C修改日期，类似时间修改。按B回到时间显示。按A进入登陆过程，输入6为密码，登录成功进入，管理员操作程序，按D修改里程分配参数，按F可阅读运营记录。按B退出管理员操作，按F键进入运营过程，按方向键可切换里程和费用的显示，按2进入等待。按3保存记录，进入自动收费，通过拨开关进行收费。收完费进入自动找零至零。按E回到时间显示。 输入、输出接口：键盘有扫描译码模块，数码管有译码模块及显示驱动模块，相当于数据选择器。 4、实现方案： 核心问题：状态的控制及转移，数据处理模块的设计，以及若干显示的分时显示模块的设计。 解决方案：FPGA设计顶层文件采用图形化设计，状态机及相关数据处理单元，附加模块部分采用VHDL语言设计，部分采用图形化设计。由于显示部分也是比较复杂的，所以也引进状态的概念对显示内容进行控制。存储器采用数组的形式存储二进制信息，数组元素即为逻辑值向量。 5、系统结构： 系统框图： 模块功能描述：输入接口用于译码产生相关的控制信号，状态机用于控制不同时刻的相关操作，数据处理单元用来处理相关信号，包括计时模块，相关寄存模块，计费，收费，计程模块，存储器模块等，输出驱动模块用于控制不同时候的输出。 模块接口标注：输入模块接口有4位键盘码keyvalue输出，握手信号pressed，以及一些经消抖同步的外部输入，如复位reset，闹钟开关控制alarm_on，收费脉冲输入f10，f5，f1，状态机产生控制信号，修改时间，日期使能timeload, dateload,修改密码使能，存储记录使能store，运营控制信号showXX，阅读记录信号readXX,找零信号等。数据处理模块产生时间time，日期date，密码code，里程kilo，收费charge，存储器记录输出record等。输出模块输入包括显示状态控制信号ss，各数据处理单元的显示输出内容，输出为6个8段数码管的信号，和一个闹钟到信号alarmsignal。 6、状态流程图： 系统工作状态流程 由于系统比较庞大，操作过程比较多，所以涉及的状态控制也比较多，为了更加清楚地表示各状态间的控制转移，以及不同状态对应的控制输出信号，现采用多状态机的描述方法。包括主流程图，各子流程图，其中一些具有类似功能的流程就省略了，比如校准日期，设置闹钟，设置参数的流程就和校准时间的流程类似。 1. 总流程图： 2. 出租车运营流程图 3. 校准时间流程图： 4. 管理员登录流程： 5.管理员修改密码流程 6. 管理员阅读运营记录流程图： 7、程序清单 由于本系统的复杂性，所以程序比较多，这里仅列出主要的程序，同一个程序中类似的代码则省略，具有类似功能的代码仅举其一。 --键盘译码，按键动作标志生成模块-- library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity key_decoder is port(col3,col2,col1,col0:in std_logic; row3,row2,row1,row0:in std_logic;