【正文】 南南南 京京京 師師師 范范范 大大大 學(xué)學(xué)學(xué) 中中中 北北北 學(xué)學(xué)學(xué) 院院院 畢畢畢 業(yè)業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)計(jì) （（（ 論論論 文文文 ））） （（（ 2022 屆屆屆 ））） 題 目： 基于 FPGA的出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師 填寫日期： 20220501 南京師范大學(xué)中北學(xué)院教務(wù)處 制 1 摘 要 本文提出了在 QuartusⅡ 軟件平臺(tái)上基于 FPGA 的出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)方案。通過 VHDL 描述出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的操作流程及控制方案，模擬汽車的啟動(dòng)、停止、計(jì)費(fèi)、預(yù)置等功能，并用數(shù)碼管顯示車費(fèi)、里程、等待時(shí)間等信息。該系統(tǒng)配合車速傳感器可應(yīng)用在不同車型的出租車上，實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)等所需功能。 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有：生產(chǎn)可靠、穩(wěn)定且靈活性好、開發(fā)周期短、效率高、維護(hù)簡(jiǎn)單等。 關(guān)鍵詞 ： 出租車計(jì)價(jià)器； VHDL 2 Abstract What proposed in this paper is the design scheme of taxi meter based on FPGA on the QuartusⅡ software platform. The operation process and control scheme of the taxi billing system are all described with VHDL, simulating vehicle’s start, stop, pricing, provisioning, and other functions like using digital tube to display the fare, mileage, waiting time and other information. The system with speed sensor can be used in different models of taxis, and it also can reach the expected function. The advantages of this design are: reliable production, stable and good flexibility, short development cycle, high efficiency, simple maintenance and so on. Key words： taxi meter system； VHDL 3 目 錄 摘要 ...................................................................................................................... 1 Abstract ................................................................................................................ 2 1 緒論 ................................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)背景 ...................................................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .......................................................................................................... 1 課題研究的目的和意義 .............................................................................................. 2 2 開發(fā)工具和關(guān)鍵技術(shù) ....................................................................................... 3 QuartusII 的介紹 ........................................................................................................ 3 VHDL 語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn) .......................................................................................................... 3 3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 5 設(shè)計(jì)基本要求 .............................................................................................................. 5 分析及步驟 .................................................................................................................. 5 實(shí)驗(yàn)方案及預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能 ...................................................................................... 5 方案設(shè)計(jì)與論證 .......................................................................................................... 6 4 相關(guān)原理圖及設(shè)計(jì)文件 ................................................................................... 9 分頻模塊 ...................................................................................................................... 9 計(jì)量模塊 .................................................................................................................... 10 控制模塊 .................................................................................................................... 11 計(jì)費(fèi)模塊 .................................................................................................................... 11 數(shù)碼模塊 .................................................................................................................... 12 5 總體仿真 ......................................................................................................... 15 6 設(shè)計(jì)總結(jié) ......................................................................................................... 17 設(shè)計(jì)結(jié)果 .................................................................................................................... 17 不足之處 .................................................................................................................... 17 致謝 ..................................................................................................................... 18 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................... 19 附錄 .................................................................................................................... 20 1 1 緒論 設(shè)計(jì)背景 汽車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無(wú)論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還 是乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是具有一定意義的。 隨著生活水平的提高，人們已不再滿足于衣食住的享受，出行的舒適已受到越來(lái)越多人的關(guān)注。于是，出租車行業(yè)以低價(jià)高質(zhì)的服務(wù)給人們帶來(lái)了出行的享受。但是總存在著買賣糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計(jì)價(jià)器，用更加精良的計(jì)價(jià)器來(lái)為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。多年來(lái)國(guó)內(nèi)普遍使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能。最早的計(jì)價(jià)器全部使用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)，早期的計(jì)價(jià)器就是個(gè)里程表。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生 了第二代計(jì)價(jià)器。它采用手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還完成計(jì)價(jià)的工作。大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善。出租車計(jì)價(jià)器是一種專用的計(jì)量?jī)x器，它安裝在出租車上，能夠連續(xù)累加，并只是出行中任意時(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)計(jì)價(jià)器的不斷改進(jìn)和完善，便產(chǎn)生了能夠自主計(jì)費(fèi)，以及現(xiàn)在的能夠打印發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變動(dòng)單價(jià)等功能 [9]。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國(guó)第一家生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的是重慶市起重機(jī)廠，最早的計(jì) 價(jià)器全部采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)，早期的計(jì)價(jià)器就是個(gè)里程表。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。它采用了手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化，在計(jì)程的同時(shí)還可完成計(jì)價(jià)的工作。大規(guī)模集成電路的發(fā)展產(chǎn)生了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器，其功能在不斷完善中。 出租車計(jì)價(jià)器在最初使用時(shí)具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計(jì)價(jià)，要求精度高，可靠性好。隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)計(jì)價(jià)器的不斷改進(jìn)和完善，便產(chǎn)生了諸多的附加功能。例如： (1)LED 顯示功能，數(shù)碼管的使用讓計(jì)價(jià)器實(shí)現(xiàn) 多屏顯示的功能，可同時(shí)顯示各項(xiàng)營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)，使乘客一目了然； (2)永久時(shí)鐘功能，在非營(yíng)運(yùn)狀態(tài)下，日歷時(shí)鐘芯片的使用使計(jì)價(jià)器可以顯示永久時(shí)鐘； (3)存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)多項(xiàng)營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)，便于查詢。新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的應(yīng)用使得計(jì)價(jià)器的營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)在掉電情況下還可以保存 10 年。 隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，提高系統(tǒng)的可靠性與通用性，生產(chǎn)體積小、重量輕、功耗低、速度快、成本低、保密性好的產(chǎn)品將成為未來(lái)行業(yè)的主流 [8]。 2 課題研究的目的和意義 隨著電子