CPLD实现的出租车自动计费器设计

"出租车自动计费器是一种采用单片CPLD芯片设计的计费设备，旨在通过新兴的EDA技术替代传统设计方法，缩短研发周期并增强设备功能。该设计利用CPLD的可编程性，实现了基础计费功能，包括起步价、行车里程和等待时间计费，并考虑了出租车行业的特殊需求，支持产品升级和移植性。学生李兰兰在电子科学与技术专业中，使用QuartusⅡ软件和VHDL语言进行设计，包括电路仿真和功能实现，如数码管显示、3-8译码器和拨码开关等。设计要求在特定时间内完成，包括资料查阅、电路调试和设计报告撰写。" 在出租车自动计费器的设计中，有几个关键知识点值得深入探讨： 1. **CPLD（复杂可编程逻辑器件）**：CPLD是一种半定制的集成电路，具有高密度、高速度和低功耗的特点，适合于实现复杂逻辑功能。在这个项目中，CPLD被用于构建出租车计费器的核心逻辑，其可编程性使得设计更具灵活性和可扩展性。 2. **VHDL语言**：VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字系统的结构和行为。在这个设计中，李兰兰使用VHDL编写程序来定义计费器的逻辑操作，这有助于提高设计的可读性、可测试性和可移植性。 3. **QuartusⅡ**：QuartusⅡ是Altera公司开发的一款综合、仿真和编程工具，用于CPLD和FPGA（现场可编程门阵列）的设计。李兰兰使用此软件进行电路设计、仿真分析，以验证设计的正确性和性能。 4. **计费算法**：计费器需能根据行驶里程和等待时间计算费用。基础计费规则是3公里内起步价8元，超出部分每公里1.6元，等待时间每分钟1元。设计中需要实现这些算法，确保计费准确无误。 5. **数码管显示**：计费器采用4位数码管显示金额，最大值999.9元，最小计价单元0.1元，用两位数码管显示等待时间，最大值59分钟。这涉及到译码和驱动数码管显示的逻辑设计。 6. **3-8译码器**：译码器是将二进制输入转换为对应输出信号的电路，这里可能用于控制数码管的显示，根据输入的二进制代码决定哪一位数码管点亮。 7. **拨码开关**：拨码开关可能用于设置计费器的初始状态或进行测试，例如设置初始里程、时间或者调试模式。 8. **设计流程**：设计包含了从查阅资料、理解工作原理，到电路设计、仿真验证，再到实物调试和报告撰写，体现了完整的工程设计过程。 通过以上知识点的整合，我们可以看出这个出租车自动计费器的设计不仅涉及硬件电路和逻辑设计，还涵盖了软件工具的使用、算法实现以及实际操作流程，是电子工程领域中一个典型的应用案例。