【正文】 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)計背景 ...................................................................................................................... 1 國內(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 語言的優(yōu)點 .......................................................................................................... 3 3 系統(tǒng)的設(shè)計 .................................................................................................... 5 設(shè)計基本要求 .............................................................................................................. 5 分析及步驟 .................................................................................................................. 5 實驗方案及預(yù)計實現(xiàn)的功能 ...................................................................................... 5 方案設(shè)計與論證 .......................................................................................................... 6 4 相關(guān)原理圖及設(shè)計文件 ................................................................................ 9 分頻模 塊 ...................................................................................................................... 9 計量模塊 .................................................................................................................... 10 控制模塊 .................................................................................................................... 11 計費模塊 .................................................................................................................... 11 數(shù)碼模塊 .................................................................................................................... 12 5 總體仿真 ..................................................................................................... 15 6 設(shè)計總結(jié) ..................................................................................................... 17 設(shè)計結(jié)果 .................................................................................................................... 17 不足之處 .................................................................................................................... 17 致謝 ................................................................................................................. 18 參考文獻 ....................................................................................................... 19 附錄 ................................................................................................................ 20 1 1 緒論 設(shè)計背景 汽車計價器是乘客與司機雙方的交易準(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。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，實現(xiàn)計費等所需功能。 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) 計計計 （（（ 論論論 文文文 ））） （（（ 2021 屆屆屆 ））） 題 目： 基于 FPGA的出租車計價系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師 填寫日期： 20210501 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 軟件平臺上基于 FPGA 的出租車計費器的設(shè)計方案。通過 VHDL 描述出租車計費系統(tǒng)的操作流程及控制方案，模擬汽車的啟動、停止、計費、預(yù)置等功能，并用數(shù)碼管顯示車費、里程、等待時間等信息。 本設(shè)計的優(yōu)點有：生產(chǎn)可靠、穩(wěn)定且靈活性好、開發(fā)周期短、效率高、維護簡單等。它關(guān)系著交易雙方的利益。因此，汽車計價器的研究也是具有一定意義的。于是，出租車行業(yè)以低價高質(zhì)的服務(wù)給人們帶來了出行的享受。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價器，用更加精良的計價器來為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。最早的計價器全部使用機械齒輪結(jié)構(gòu)，只能簡單的計程功能，可以說，早期的計價器就是個里程表。它采用手搖計算機與機械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式實現(xiàn)了半機械半電子化。大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三 代計價器，也就是全電子化的計價器。出租車計價器是一種專用的計量儀器，它安裝在出租車上，能夠連續(xù)累加，并只是出行中任意時刻乘客應(yīng)付費用。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國第一家生產(chǎn)計價器的是重慶市起重機廠，最早的計價器全部采用機械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡單的計程功能，可以說，早期的計價器就是個里程表。它采用了手搖計算機與 機械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了半機械半電子化，在計程的同時還可完成計價的工作。 出租車計價器在最初使用時具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計價，要求精度高，可靠性好。例如： (1)LED 顯示功能，數(shù)碼管的使用讓計價器實現(xiàn)多屏顯示的功能，可同時顯示各項營運數(shù)據(jù)，使乘客一目了然； (2)永久時鐘功能，在非營運狀態(tài)下，日歷時鐘芯片的使用使計價器可以顯示永久時鐘； (3)存儲功能，可存儲多項營運數(shù)據(jù)，便于查詢。 隨著集成電路和計算機技術(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)品將成為未來行業(yè)的主流 [8]。時至今日，傳統(tǒng)的手工設(shè)計過程已經(jīng)被先進的電子設(shè)計自動化（ EDA）工具所代替。在這種情形下，傳統(tǒng)的出租車計費器設(shè)計方法已不能跟上現(xiàn)在的節(jié)奏，以往的出租車計費器在功能上也遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實的需求。而大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷某霈F(xiàn)， VHDL 硬件描述語言的出現(xiàn)，使得這一切成為可能。 3 2 開發(fā)工具和關(guān)鍵技術(shù) QuartusII的介紹 Quartus II 是 Altera 公司 的綜合性 PLD 開發(fā) 軟件 ，支持原理圖、 VHDL、 VerilogHDL以及 AHDL（ Altera Hardware Description Language）等多種設(shè)計輸入形式，內(nèi)嵌自有的綜合器以及仿真器，可以完成從設(shè)計輸入到硬件配置的完整 PLD 設(shè)計流程。具有運行速度快，界面統(tǒng)一，功能集中，易學(xué)易用等特點。對第三方 EDA 工具的良好支持也使用戶可以在設(shè)計流程的各個階段使用熟悉的第三方 EDA 工具。 Maxplus II 作為 Altera 的上一代 PLD 設(shè)計軟件，由于其出色的易用性而得到了廣泛的應(yīng)用。 Altera 在 Quartus II 中包含