【正文】 語言采用基于庫 ( library) 的設(shè)計(jì)方法。這樣做的好處是可以使設(shè)計(jì)人員集中精力進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的優(yōu)化，而不需要考慮其他的問題。（3） VHDL 語言具有很強(qiáng)的移植能力VHDL 語言很強(qiáng)的移植能力主要體現(xiàn)在： 對(duì)于同一個(gè)硬件電路的 VHDL 語言描述，它可以從一個(gè)模擬器移植到另一個(gè)模擬器上、從一個(gè)綜合器移植到另一個(gè)綜合器上或者從一個(gè)工作平臺(tái)移植到另一個(gè)工作平臺(tái)上去執(zhí)行。VHDL 語言的強(qiáng)大描述能力還體現(xiàn)在它具有豐富的數(shù)據(jù)類型。（2） VHDL 語言具有強(qiáng)大的硬件描述能力VHDL 語言具有多層次的電路設(shè)計(jì)描述功能，既可描述系統(tǒng)級(jí)電路，也可以描述門級(jí)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。同時(shí)，它還具有多層次的電路設(shè)計(jì)描述功能。 Altera Quartus II 作為一種可編程邏輯的設(shè)計(jì)環(huán)境, 由于其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力和直觀易用的接口，越來越受到數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的歡迎[1]。目前Altera已經(jīng)停止了對(duì)Maxplus II 的更新支持，Quartus II 與之相比不僅僅是支持器件類型的豐富和圖形界面的改變。 此外，Quartus II 通過和DSP Builder工具與Matlab/Simulink相結(jié)合，可以方便地實(shí)現(xiàn)各種DSP應(yīng)用系統(tǒng)；支持Altera的片上可編程系統(tǒng)（SOPC）開發(fā)，集系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、嵌入式軟件開發(fā)、可編程邏輯設(shè)計(jì)于一體，是一種綜合性的開發(fā)平臺(tái)。 Quartus II支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模塊庫，使用戶可以充分利用成熟的模塊，簡化了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、加快了設(shè)計(jì)速度。 Quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl腳本完成設(shè)計(jì)流程外，提供了完善的用戶圖形界面設(shè)計(jì)方式。本設(shè)計(jì)的研究目標(biāo)和意義也就是要使用價(jià)錢低廉、性能穩(wěn)定、可擴(kuò)性強(qiáng)、適應(yīng)目前出租車市場需求的出租車計(jì)費(fèi)器，以解決目前出租車計(jì)費(fèi)器存在的一系列問題[12]。以往的出租車計(jì)費(fèi)器的不穩(wěn)定性，功能稍等缺點(diǎn)是的大家開始尋求更新的，功能更強(qiáng)大，性能更穩(wěn)定，價(jià)錢更低廉的新型出租車計(jì)費(fèi)器。只有以硬件描述語言和邏輯綜合為基礎(chǔ)的子項(xiàng)下的電路設(shè)計(jì)方法才能滿足日趨復(fù)雜的集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，才能縮短設(shè)計(jì)周期以滿足設(shè)計(jì)對(duì)集成電路系統(tǒng)日益急迫的需求。 課題研究的目的和意義隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，集成電路的設(shè)計(jì)方法也在不斷地更新。新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的應(yīng)用使得計(jì)價(jià)器的營運(yùn)數(shù)據(jù)在掉電情況下還可以保存10年。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。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。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。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)票和語音提示、按時(shí)間自主變動(dòng)單價(jià)等功能[9]。它的功能也在不斷完善。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還完成計(jì)價(jià)的工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。多年來國內(nèi)普遍使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能。但是總存在著買賣糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展。 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越多人的關(guān)注。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來說都是很必要的。關(guān)鍵詞：出租車計(jì)價(jià)器；VHDLAbstract 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；VHDL28目錄摘要 1Abstract 21 緒論 1 設(shè)計(jì)背景 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 課題研究的目的和意義 22 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(diǎn) 33 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 64 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 125 總體仿真 156 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 201 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。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。南京師范大學(xué)中北學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）（ 2013 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： 顧媛媛 學(xué) 號(hào)： 18093218 指導(dǎo)教師： 倪小琦 職 稱： 講師 填寫日期： 20130501 南京師范大學(xué)中北學(xué)院教務(wù)處 制摘要本文提出了在QuartusⅡ 。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。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)簡單等。它關(guān)系著交易雙方的利益。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是具有一定意義的。于是，出租車行業(yè)以低價(jià)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(jì)價(jià)器，用更加精良的計(jì)價(jià)器來為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。最早的計(jì)價(jià)器全部使用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能簡單的計(jì)程功能，可以說，早期的計(jì)價(jià)器就是個(gè)里程表。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。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。出租車計(jì)價(jià)器是一種專用的計(jì)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(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國第一家生產(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)，只能完成簡單的計(jì)程功能，可以說，早期的計(jì)價(jià)器就是個(gè)里程表。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。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。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)營運(yùn)數(shù)據(jù)，使乘客一目了然；(2)永久時(shí)鐘功能，在非營運(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)營運(yùn)數(shù)據(jù)，便于查詢。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)品將成為未來行業(yè)的主流[8]。時(shí)至今日，傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)過程已經(jīng)被先進(jìn)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具所代替。在這種情形下，傳統(tǒng)的出租車計(jì)費(fèi)器設(shè)計(jì)方法已不能跟上現(xiàn)在的節(jié)奏，以往的出租車計(jì)費(fèi)器在功能上也遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實(shí)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。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(jì)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(jì)輸入到硬件配置的完整PLD設(shè)計(jì)流程。具有運(yùn)行速度快，界面統(tǒng)一，功能集中，易學(xué)易用等特點(diǎn)。對(duì)第三方EDA工具的良好支持也使用戶可以在設(shè)計(jì)流程的各個(gè)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(jì)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 中包含了許多諸如SignalTap II、Chip Editor和RTL Viewer的設(shè)計(jì)輔助工具，集成了SOPC和HardCopy設(shè)計(jì)流程，并且繼承了Maxplus II 友好的圖形界面及簡便的使用方法。 VHDL語言的優(yōu)點(diǎn) （1） VHDL 語言功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)方式多樣VHDL 語言具有強(qiáng)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。此外，V