【正文】 是否開始計費，然后根據(jù)對輸入的速度檔位sp[2..0]的判斷，決定變量kinside的值。出租車的開始、暫停狀態(tài)及出租車速度均由撥檔開關(guān)控制。以EP1C12Q240C8芯片作為核心控制電路，控制數(shù)碼管的顯示，具體顯示內(nèi)容及方式由軟件來完成。（4）當總費用達到或超過40元時，每km收費4元。（2）車行駛超過3km后，按每公里2元計費（），車費依次累加。本次設(shè)計要求設(shè)計一個出租車計費系統(tǒng)，具體功能設(shè)定如下：（1）車起步開始計費。方案二：該方案系統(tǒng)設(shè)計框圖，如圖32：速度模塊計時模塊計費模塊計程模塊總費用總里程譯碼顯示 脈沖信號 速度 開始鍵 復(fù)位鍵 時鐘信號圖32　方案二系統(tǒng)設(shè)計框圖在該方案中，主要包括控制電路模塊、分頻模塊和掃描顯示模塊，其中控制電路模塊包括速度模塊、計程模塊、計時模塊、計費模塊，掃描顯示模塊包括模8計數(shù)器模塊、8選1選擇器模塊、七段數(shù)碼管顯示模塊，最后由數(shù)碼管顯示計費計程結(jié)果。以十進制顯示出租車行駛路程與車費。實現(xiàn)計費器預(yù)置功能，能夠預(yù)置起步價、每公里收費、車行加費里程、計時收費等。硬件部分主要完成出租車計費系統(tǒng)設(shè)計需要的FPGA芯片及外圍顯示和撥檔開關(guān)控制電路設(shè)計。第3章　系統(tǒng)軟件設(shè)計　設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個滿足日常生活所需功能的出租車計費器。編程下載：確認仿真無誤后，將文件下載到芯片中。布局布線：將edf文件調(diào)入PLD廠家提供的軟件中進行布線，即把設(shè)計好的邏輯安放到PLD/FPGA內(nèi)。功能仿真：將文件調(diào)入HDL仿真軟件進行功能仿真，檢查邏輯功能是否正確也叫前仿真，對簡單的設(shè)計可以跳過這一步，只在布線完成以后，進行時序仿真[8]。隨著EDA技術(shù)的發(fā)展，使用硬件語言設(shè)計FPGA成為一種趨勢。這些模塊可以預(yù)先設(shè)計或者使用以前設(shè)計中的存檔模塊，將這些模塊存放在庫中，就可以在以后的設(shè)計中進行復(fù)用[6]。 　VHDL語言程序易于共享和復(fù)用 　　VHDL 語言采用基于庫(library)的設(shè)計方法。這樣做的好處是可以使設(shè)計人員集中精力進行電路設(shè)計的優(yōu)化，而不需要考慮其他的問題。 　　VHDL語言具有很強的移植能力 　　VHDL語言很強的移植能力主要體現(xiàn)在：對于同一個硬件電路的VHDL語言描述，它可以從一個模擬器移植到另一個模擬器上、從一個綜合器移植到另一個綜合器上或者從一個工作平臺移植到另一個工作平臺上去執(zhí)行。VHDL語言的強大描述能力還體現(xiàn)在它具有豐富的數(shù)據(jù)類型。 　　VHDL語言具有強大的硬件描述能力 　　VHDL語言具有多層次的電路設(shè)計描述功能，既可描述系統(tǒng)級電路，也可以描述門級電路；描述方式既可以采用行為描述、寄存器傳輸描述或者結(jié)構(gòu)描述，也可以采用三者的混合描述方式。此外，VHDL 語言能夠同時支持同步電路、異步電路和隨機電路的設(shè)計實現(xiàn)，這是其他硬件描述語言所不能比擬的。歸納起來，VHDL 語言主要具有以下優(yōu)點：VHDL 語言功能強大，設(shè)計方式多樣 　　VHDL 語言具有強大的語言結(jié)構(gòu)，只需采用簡單明確的VHDL語言程序就可以描述十分復(fù)雜的硬件電路。這種將設(shè)計實體分成內(nèi)外部分的概念是VHDL系統(tǒng)設(shè)計的基本點。VHDL的程序結(jié)構(gòu)特點是將一項工程設(shè)計，或稱設(shè)計實體（可以是一個元件，一個電路模塊或一個系統(tǒng)）分成外部（或稱可視部分及端口)和內(nèi)部（或稱不可視部分），既涉及實體的內(nèi)部功能和算法完成部分。VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、功能和接口?，F(xiàn)在，VHDL和Verilog作為IEEE的工業(yè)標準硬件描述語言，又得到眾多EDA公司的支持，在電子工程領(lǐng)域，已成為事實上的通用硬件描述語言。此后VHDL在電子設(shè)計領(lǐng)域得到了廣泛的接受，并逐步取代了原有的非標準的硬件描述語言。1987年底，VHDL被IEEE和美國國防部確認為標準硬件描述語言。最后一步系統(tǒng)將整體工程的各項參數(shù)和設(shè)置總結(jié)并顯示出來，這時即可完成工程的創(chuàng)建[4]。選擇目標芯片，具體芯片最好讓編譯器根據(jù)工程設(shè)計的實際情況自動選擇。使用New Project Wizard新建一個工程的過程：制定工程的文件存放目錄、工程名以及最頂層的設(shè)計實體名，在默認情況下，工程名與最頂層的設(shè)計實體名是相同的。　開發(fā)軟件Quartus II簡介Quartus II是Altera公司推出的CPLD/FPGA開發(fā)工具，Quartus II提供了完全集成且與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)的開發(fā)包環(huán)境，具有數(shù)字邏輯設(shè)計的全部特性。因此，F(xiàn)PGA的使用非常靈活。當需要修改FPGA功能時，只需換一片EPROM即可。掉電后，F(xiàn)PGA恢復(fù)成白片，內(nèi)部邏輯關(guān)系消失，因此，F(xiàn)PGA能夠反復(fù)使用。用戶可以根據(jù)不同的配置模式，采用不同的編程方式。 目前FPGA的品種很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等[3]。 FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。 FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳。FPGA的基本特點主要有： 采用FPGA設(shè)計ASIC電路，用戶不需要投片生產(chǎn)，就能得到合用的芯片。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點[2]。常用的硬件描述語言有ABEL、VHDL語言等，其中VHDL語言是一種行為描述語言，其編程結(jié)構(gòu)類似于計算機中的C語言，在描述復(fù)雜邏輯設(shè)計時，非常簡潔，具有很強的邏輯描述和仿真能力，是未來硬件設(shè)計語言的主流?？删幊唐骷倪壿嫻δ苊枋鲆话惴譃樵韴D描述和硬件語言描述，原理圖描述是一種直觀簡便的方法，它可以講現(xiàn)有的小規(guī)模集成電路實現(xiàn)的功能直接用可編程器件來實現(xiàn)，而不必去將現(xiàn)有的電路用語言來描述，但電路圖描述方法無法做到簡練。理想的可編程邏輯開發(fā)系統(tǒng)能符合大量的設(shè)計要求：它能支持不同結(jié)構(gòu)的器件。二十世紀后半期，數(shù)字系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展，同時為了提高系統(tǒng)的可靠性與通用性，微處理器和專業(yè)集成電路逐漸取代了通用全硬件電路。從國內(nèi)外的各種研究方法來看，實現(xiàn)出租車計費系統(tǒng)總共有三種方案。出租車計價器的功能從剛開始的只顯示路程，到能夠自主計費，以及現(xiàn)在的能夠打發(fā)票和語音提示、按時間自主變更單價等功能?！≌n題研究的主要內(nèi)容 我國在70年代開始出現(xiàn)出租車，但那時的計時系統(tǒng)大都是國外進口，不但不夠準確，價格還十分昂貴。由于現(xiàn)場可編程邏輯陣列FPGA具有開發(fā)簡單、靜態(tài)可重復(fù)編程和動態(tài)再系統(tǒng)編程等特點，已經(jīng)成為當今應(yīng)用最廣泛的可編程專用集成電路之一。計程車市場從90年代初的起步階段到現(xiàn)在已經(jīng)進入了高峰期。該系統(tǒng)在不改變硬件電路的前提下，具有可以重構(gòu)系統(tǒng)的功能；采用完全相同電路結(jié)構(gòu)，只要根據(jù)各地區(qū)的要求在VHDL程序中設(shè)置各參數(shù)，就可以適應(yīng)各地區(qū)出租車不同計費標準的需要，還可以根據(jù)各地區(qū)需求增加其他功能。出租車計價系統(tǒng)較多的是利用單片機進行控制，但較易被私自改裝，且故障率相對較高，且不易升級；而FPGA具有高密度、可編程及有強大的軟件支持等特點，所以設(shè)計的產(chǎn)品具有功能強、可靠性高、易于修改等特點[1]。當計費系統(tǒng)在各大、中城市出租車中使用越來越廣泛，用戶對計費器的要求也越來越高。出租車計價器是出租車營運收費的專用智能化儀表，它安裝在出租車上，指示出載客路程數(shù)，以及乘客應(yīng)付費用的總數(shù)，是出租車市場規(guī)范化、標準化以及減少司機與乘客之間發(fā)生糾紛的重要設(shè)備。關(guān)鍵字：　出租車計費器　VHDL語言　Quartus IIAbstractChina began to appear in the 1970s, but then the taxi billing system mostly imported not only accurate, the price also is very expensive. Along with the reform and openingup, the taxi industry development momentum has a very prominent, the domestic various machinery manufacturers have domestic meter. The meter taxi from the beginning of the function to display only the driver himself away, pricing, and are able to independently rounding billing, and now can play an invoice and audio, according to time independent functions such as price changes. Along with the development of urban tourism industry has bee a city, taxi window, a symbol of a city39。經(jīng)過在實驗箱上進行硬件測試，證明出租車計價系統(tǒng)具有出租車計價器的基本功能。隨著城市旅游業(yè)的發(fā)展，出租車行業(yè)已成為城市的窗口，象征著一個城市的文明程度。隨著改革開放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢頭已十分突出，國內(nèi)各機械廠家紛紛推出國產(chǎn)計價器。當遇到紅燈或遇客戶需要停車等待時，則按時間計費，計費單價為每20s收費1元。車行駛超過3km后，每km收費2元，車費依次累加。以十進制顯示出租車行駛路程與車費。速度模塊計時模塊計費模塊計程模塊總費用總里程譯碼顯示 脈沖信號 速度 開始鍵 復(fù)位鍵 時鐘信號圖1　出租車計費器系統(tǒng)設(shè)計框圖四、預(yù)期結(jié)果經(jīng)過對任務(wù)書的分析，本課題要求對出租車計費系統(tǒng)的原理進行分析，熟悉出租車計費系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖，并對其進行仿真設(shè)計。三、研究方案 整個出租車計費系統(tǒng)大致可以分為控制電路模塊、分頻模塊和掃描顯示模塊，其中控制電路模塊包括速度模塊、計程模塊、計時模塊、計費模塊，掃描顯示模塊包括模8計數(shù)器模塊、8選1選擇器模塊、七段數(shù)碼管顯示模塊。而語言描述可以精確和簡練地表示電路的邏輯功能，現(xiàn)在可編程器件的設(shè)計過程中廣泛使用。在多種平臺運行，提供易于使用的界面，并且有廣泛的特征。目前，業(yè)界大量可編程邏輯器件，尤其是現(xiàn)場可編程器件被大量地應(yīng)用在集成電路的制作當中。利用大規(guī)模的數(shù)字邏輯器件來實現(xiàn)，利用89C51實現(xiàn)，利用CPLD/FPGA來實現(xiàn)。在國外，現(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動計價器，所以計價器技術(shù)的發(fā)展已成定局，而部分小城市尚未普及，但隨著城市建設(shè)日益加快，計價器的普及也是毫無疑問的。隨著改革開放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢頭已十分突出，國內(nèi)各機械廠家紛紛推出國產(chǎn)計價器。該系統(tǒng)在不改變硬件電路的前提下，具有可以重構(gòu)系統(tǒng)的功能；采用完全相同電路結(jié)構(gòu)，只要根據(jù)各地區(qū)的要求在VHDL程序中設(shè)置各參數(shù)，就可以適應(yīng)各地區(qū)出租車不同計費標準的需要，還可以根據(jù)各地區(qū)需求增加其他功能。出租車計價系統(tǒng)較多的是利用單片機進行控制，但較易被私自改裝，且故障率相對較高，且不易升級；而FPGA具有高密度、可編程及有強大的軟件支持等特點，所以設(shè)計的產(chǎn)品具有功能強、可靠性高、易于修改等特點。同時還要求其具有車票打印、語音報話識別、電腦串行通信及稅控等功能。當計費系統(tǒng)在各大、中城市出租車中使用越來越廣泛，用戶對計費器的要求也越來越高。出租車計價器是出租車營運收費的專用智能化儀表，它安裝在出租車上，指示出載客路程數(shù)，以及乘客應(yīng)付費用的總數(shù)，是出租車市場規(guī)范化、標準化以及減少司機與乘客之間發(fā)生糾紛的重要設(shè)備。EP1C12Q240C8芯片的使用手冊和接口電路。Quartus II開發(fā)工具。論文正文不少于1萬字，查閱文獻資料不少于10篇，其中外文文獻2篇以上，翻譯與課題有關(guān)的外文資料不少于3000漢字。原理圖，波形圖。軟件部分由主控器EP1C12控制完成，通過VHDL語言完成出租車計費系統(tǒng)的整個程序設(shè)計。石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設(shè)計基于FPGA出租車計費系統(tǒng)的設(shè)計The Design of Taxi Meter Based on FPGA畢業(yè)設(shè)計成績單學生姓名學號20086287班級方08091專業(yè)電子信息工程畢業(yè)設(shè)計題目基于FPGA出租車計費系統(tǒng)的設(shè)計指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱講師評 定 成 績指導(dǎo)教師得分評閱人得分答辯小組組長得分成績：院長(主任) 簽字：年 月 日畢業(yè)論文任務(wù)書題　目基于FPGA出租車計費系統(tǒng)的設(shè)計學生姓名宋雨薇學號20086287班級方08091專業(yè)電子信息工程承擔指導(dǎo)任務(wù)單位電氣工程系導(dǎo)師