停车位智能计费系统的设计

A1题目：停车位智能计费系统的设计A2大作业摘要我此次大作业是对停车计费进行改进，由人工计费转变为智能计费从而满足社会的需求！本设计实现了停车计费所需的一些基本功能，计费金额包括初始金额、加时计费、汽车服务计费等。该设计采用模块化设计，在QuartusII软件平台下，采用VerilogHDL硬件描述语言描述和模拟仿真了分频模块、计时模块、计费模块、服务计时模块，完成了停车智能计费仿真设计和硬件电路的实现。过程比较艰辛，尽管完成了计费的智能化结果但是还是存在一些问题，如程序的复杂，并非完全不需要人工等！我也将在此后的累积知识的日子里完善此程序！A3设计的背景、目的和意义•在中国有很多受欢迎的大酒店，停车场是不可或缺的配备，因此停车收费也是酒店收入的一部分！•我将做一个自动计费系统来解决停车计费的多种步骤及问题！•这种系统将使停车计费变得简单，在节省了人力的同时也完成了高效的要求！A4设计任务及要求•该停车计费系统将实现功能：•1、停车时间≤4小时，且汽车服务累计时间≤2分钟，基础计费为8.0元。•2、停车时间4小时外，以每小时1.0元，服务累计时间2分钟外，以每分钟1.0元计费。•3、能显示停车时间、服务累计时间和最后的总费用。•4、能通过修改程序来对计费要求实现改变。A5确定输入和输出变量输入：1.Clk_50M全局时钟。在时钟上升沿，计算费用。2.reset整体复位，在reset=0时，等待计时为0，输出初始费用为8。3.start选择计费模式Start=1，计时计费Start=0，汽车服务计费输出：1.m[7:0]等待时间的输入(分)。2.s[7:0]等待计时的输入（秒）。3.time[7:0]所停时间的输入。4.fee[7:0]总费用输出。A6确定输入状态当reset为1时，费用计数器为8元，系统启动，start=1表示停车计时开始，停车计时模块每产生一个脉冲，停车时间计数器加1；时间4小时内，费用保持8不变，超过4小时，费用计数器进行加计数，每增加1小时费用加1元，此时汽车服务时间计数器不变。当reset为1时，系统启动，start=0表示汽车处于汽车服务状态，此时服务时间计数器计数，在2分钟服务时间内，费用计数器不变；服务时间超过2分钟后，每增加1分钟，费用计数器增加1元，此时停车时间计数器保持不变。A7整体设计框图时钟信号复位信号停车计时脉冲汽车服务计时脉冲分频器控制器计费停车计时汽车服务计时A8A9resetA10方案论证该设计采用模块化设计，在QuartusII软件平台下，采用VerilogHDL硬件描述语言描述和模拟仿真，选择此方案的理由为：没学过其他关于此方面的程序！A11电路图clkstartresetdistance[7..0]distance_enabledistancemokuaiinstclk_50Mresetclkdivinst1clk_50Mresetclk1div1inst2clkresetstarts[7..0]m[7..0]time_enabletimemokuaiinst3startdistance_enabletime_enableselect_clkcontrolinst4select_clkresetclkfee[7..0]feemokuaiinst5clk1distance[7..0]s[7..0]m[7..0]fee[7..0]dig[7..0]seg[7..0]scan_ledinst6VCCCLKINPUTVCCRESETINPUTVCCSTARTINPUTdlg[7..0]OUTPUTseg[7..0]OUTPUTA12RTL图+A[3..0]B[3..0]ADDERSEL[3..0]DATA[15..0]OUTMUXSEL[3..0]DATA[15..0]OUTMUXSEL[3..0]DATA[15..0]OUTMUXSEL[3..0]DATA[15..0]OUTMUXIN[3..0]OUT[15..0]DECODERIN[3..0]OUT[15..0]DECODERDQPREENACLRDQPREENACLRDQPREENACLR8'h00--8'hFF--8'h00--1'h1--Mux1Mux2Mux3Decoder0WideOr0WideOr1WideOr4WideOr5WideOr6r_dig[7..0]clk1dig[7..0]seg[7..0]distance[7..0]s[7..0]m[7..0]fee[7..0]WideOr2Decoder1disp_dat[3..0]Mux08'hFF--a[3..0]Add04'h1--WideOr3A13A14A15A16A17•停车计时模块仿真结果•图3-5计程模块功能仿真•从波形图可以看出在时钟的控制下，当reset为高电平且start为高电平的时候distance开始计数，当计到大于三的时候输出了distance_enable为高电平。准备对第4小时以后的脉冲进行加计费。A18A19A20•计时模块的仿真结果•1.两分钟之内（包括两分钟）的仿真结果如下所示：•从波形图可以看出在clk的控制下当start为低电平reset为高电平的时候时间计数，time_enable为低电平。•计时模块功能仿真（2分钟内）A21A22•.两分钟之外（不包括两分钟）的仿真结果如下所示：•计时模块功能仿真（2分钟外）•从波形图可以看出在clk的控制下当start为低电平reset为高电平的时候时间计数，当时间大于二分钟的时候，time_enable为输出高电平，为超过2分钟后以每增加一分钟对计费进行加计数。A23•1．停车时间计费的仿真结果如下所示：•控制模仿真图（小时计费）•从波形图可以看出当start为高电平的时候输出的信号是distance_enable。此时控制模块选出的是distance_enable，即选出实现按小时计费。A24•时间计费的仿真结果如下所示•控制模仿真图（服务计费）•从波形图可以看出当start为低电平的时候输出的信号是time_enable。即选择了按汽车服务时间脉冲计费。•仿真上的停车时间脉冲和服务时间脉冲是为了仿真而简单的设置的波形，并非是前面信号组合检测而成，在后面整体组合电路中为进行模块的组合。这里为了便于功能仿真区别，没有设置过多的脉冲，以影响分辨控制模块所选择的计费模式。A25A26•计费模块的仿真结果•计费模块仿真•从波形图可以看出reset用于将费用计数器复位为起步价8.0元；由于本仿真select_clk信号并非是系统选择出来的停车时间脉冲和服务计时脉冲，通过认为设定，不影响其观察功能效果。A27•为汽车服务（在两分钟之内）的系统电路仿真结果：•系统仿真调试电路A28•为停车期间没有汽车服务系统电路仿真结果：•系统仿真调试电路A29•为汽车服务时（在两分钟之外）的系统电路仿真结果•系统仿真调试电路A30设计结论及评价•优点：在一定程度上避免了大量人工操作计算，基本完成了停车位的智能计费系统的设计，而且根据仿真可看出此程序可以投入使用到停车场计费环节中！•不足：并未完全脱离人工操作，且程序尚有不完善的地方，程序可以人工修改不能保证稳定和收费的真实性！•结论：程序基本可以使用，但仍需改进完善！A31谢谢观赏！