【正文】 速度 開始鍵 復(fù)位鍵 時(shí)鐘信號(hào) 圖 1 出租車計(jì)費(fèi)器系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 框 圖 四、預(yù)期結(jié)果 經(jīng)過對(duì)任務(wù)書的分析，本課題要求對(duì)出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的原理進(jìn)行分析，熟悉出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖，并對(duì)其進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。 三、研究方案 整個(gè)出租車計(jì)費(fèi)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(jì)程 模塊、計(jì) 時(shí) 模塊、 計(jì)費(fèi) 模塊， 掃描顯示模 塊包括模 8 計(jì)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(yǔ)言描述可以精確和簡(jiǎn)練地表示電路的邏輯功能，現(xiàn)在可編程 器件的設(shè)計(jì)過程中廣泛使用。在多種平臺(tái)運(yùn)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(chǎng)可編程器件被大量地應(yīng)用在集成電路的制作當(dāng)中。利用大規(guī)模的數(shù)字邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用 89C51 實(shí)現(xiàn)，利 用 CPLD/FPGA 來(lái)實(shí)現(xiàn)。在國(guó)外，現(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動(dòng)計(jì)價(jià)器，所以計(jì)價(jià)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(jì)價(jià)器的普及也是毫無(wú)疑問的。隨著改革開放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭已十分突出，國(guó)內(nèi)各機(jī)械廠家紛紛推出國(guó)產(chǎn)計(jì)價(jià)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(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)價(jià)系統(tǒng)較多的是利用單片機(jī)進(jìn)行控制，但較易被私自改裝，且故障率相對(duì)較高，且不易升級(jí)；而 FPGA 具有高密度、可編程及有強(qiáng)大的軟件支持等特點(diǎn)，所以 設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有功能強(qiáng)、可靠性高、易于修改等特點(diǎn)。同時(shí)還要求其具有車票打印、語(yǔ)音報(bào)話識(shí)別、電腦串行通信及稅控等功能 。 當(dāng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)在各大、中城市出租車中使用越來(lái)越廣泛，用戶對(duì)計(jì)費(fèi)器的要求也越來(lái)越高。出租車計(jì)價(jià)器是出租車營(yíng)運(yùn)收費(fèi)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(fèi)用的總數(shù) ， 是出租車市場(chǎng)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化以及減少司機(jī)與乘客之間發(fā)生糾紛的重要設(shè)備。 EP1C12Q240C8 芯片的使用手冊(cè)和接口電路。 Quartus II 開發(fā)工具。 論文正文不少于 1 萬(wàn)字，查閱文獻(xiàn)資料不少于 10 篇，其中外文文獻(xiàn) 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(yǔ)言完成 出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 的整個(gè)程序設(shè)計(jì)。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 基于 FPGA 出租車計(jì) 費(fèi)系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) The Design of Taxi Meter Based on FPGA 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)單 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 20xx6287 班級(jí) 方 08091 專業(yè) 電子信息工程 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 基于 FPGA 出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 講師 評(píng) 定 成 績(jī) 指導(dǎo)教師 得分 評(píng)閱人 得分 答辯小組組長(zhǎng) 得分 成績(jī)： 院長(zhǎng) (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(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 宋雨薇 學(xué)號(hào) 20xx6287 班級(jí) 方 08091 專業(yè) 電子信息工程 承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位 電氣工程系 導(dǎo)師 姓名 尚燕 導(dǎo)師 職稱 講師 一、 主要內(nèi)容 該項(xiàng)目主要由硬件電路設(shè)計(jì)和軟件控制兩部分組成。硬件部分主要完成 出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)需要的 FPGA 芯片及外圍顯示 和 撥檔開關(guān) 控制電路設(shè)計(jì)。 二、 基本要求 車起步開 始計(jì)費(fèi)； 超過起步里程后，按規(guī)定的費(fèi)用累加計(jì)費(fèi) ； 車暫停不計(jì)費(fèi)或按折扣計(jì)費(fèi)； 超過最大所規(guī)定里程后，可增加計(jì)費(fèi)比例； 三、 主要技術(shù)指標(biāo) 完成主要功能。 使用說明書撰寫。 四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn) VHDL 語(yǔ)言開發(fā)。 關(guān)于 c yclone 系列相關(guān) FPGA 開發(fā)文檔。 五 、進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周 — 第 2 周 收集資料，完成開題報(bào)告 第 3 周 — 第 4 周 需求分析，概要設(shè)計(jì) 第 5 周 — 第 7 周 詳細(xì)設(shè)計(jì) 第 8 周 中期檢查 第 9 周 — 第 12 周 寫論文 第 13 周 — 第 14 周 論文審核定稿 第 15 周 — 第 16 周 答辯 教研室主任簽字 時(shí) 間 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題 目 基于 FPGA 出租車計(jì) 費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 宋雨薇 學(xué)號(hào) 20xx6287 班級(jí) 方 08091 專業(yè) 電氣工程系 一、研究背景 在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天， 隨著城市化水平的提高和人民生活水平的改善， 各大中小城市的出租車營(yíng)運(yùn)事業(yè)也迅速發(fā)展， 出租車的服務(wù)顯得越來(lái)越重要 。一種功能完備、簡(jiǎn)單易用、計(jì)量準(zhǔn)確的出租車計(jì)價(jià)器是加強(qiáng)出租車行業(yè)管理、提高服務(wù)質(zhì)量的必備品 。以出租車多功能計(jì)費(fèi)器為例，用戶不僅要求計(jì)費(fèi)器性能穩(wěn)定，計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確，有防作弊功能 。不同國(guó)家和地區(qū)的收費(fèi)方式存在差異，即使在同一地區(qū)，不同車型的出租車其收費(fèi)方式也有差別，而且出租車還面臨幾年一次的調(diào)價(jià)或調(diào)整收費(fèi)方式等問題。 基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列 (FPGA)的出租車多功能計(jì)費(fèi)器，采用硬件描述語(yǔ)言 VHDL 和邏輯綜合為基礎(chǔ)的自頂向下的電路設(shè)計(jì)方法，開發(fā)成本低，周期短，可靠性高，功能升級(jí)方便，滿足了用戶的要求。 二、國(guó)內(nèi)外研究狀況 我國(guó)在 70 年代開始出現(xiàn)出租車，但那時(shí)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)大都是國(guó)外 進(jìn)口，不但不夠準(zhǔn)確，價(jià)格還十分昂貴。出租車計(jì)價(jià)器的功能從剛開始的只顯示路程，到能夠自主計(jì)費(fèi)，以及現(xiàn)在的能夠打發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變更單價(jià)等功能。 從國(guó)內(nèi)外的各種研究方法來(lái)看，實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)總共有三種方案。二十世紀(jì)后半期，數(shù)字系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展，同時(shí)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。 理想的可編程邏輯開發(fā)系統(tǒng)能符合大量的設(shè)計(jì)要求：它能支持不同結(jié)構(gòu)的器件?？删幊唐骷倪壿嫻δ苊枋鲆话惴譃樵韴D描述和硬件語(yǔ)言描述，原理圖描述是一種直觀簡(jiǎn)便的方法，它可以講現(xiàn)有的小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)的功能直接用可編程器件來(lái)實(shí)現(xiàn)， 而不必去將現(xiàn)有的電路用語(yǔ)言來(lái)描述，但電路圖描述方法無(wú)法做到簡(jiǎn)練。常用的硬件描述語(yǔ)言有 ABEL、 VHDL 語(yǔ)言等，其中 VHDL 語(yǔ)言是一種行為描述語(yǔ)言，其編程結(jié)構(gòu)類似于計(jì)算機(jī)中的 C 語(yǔ)言，在描述復(fù)雜邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，非常簡(jiǎn)潔，具有很強(qiáng)的邏輯描述和仿真能力，是未來(lái)硬件設(shè)計(jì)語(yǔ)言的主流。 其系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 框 圖 如 圖 1 所示。該電路系統(tǒng)能夠模擬實(shí)際出租汽車的 行駛、停止、暫停 等狀態(tài)， 并根據(jù)不同狀態(tài)進(jìn)行計(jì)費(fèi)。 車起步開始計(jì)費(fèi)，首先顯示起步價(jià)，起步費(fèi)為 元，車在行駛 3km 以內(nèi)，只收起步價(jià)。 當(dāng)總費(fèi)用達(dá)到或超過 40 元時(shí)，每 km收費(fèi) 4 元。 指導(dǎo)教師簽字 時(shí)間 年 月 日 速度 模塊 計(jì)時(shí)模塊 計(jì)費(fèi) 模塊 計(jì)程模塊 總費(fèi)用 總里程 譯碼 顯示 摘 要 我國(guó)在 70年代開始出現(xiàn)出租車，但那時(shí)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)大都是國(guó)外進(jìn)口 ， 不但不夠準(zhǔn)確，價(jià)格還十分昂貴。出租車計(jì)價(jià)器的功能從剛開始的只顯示路程，發(fā)展 到能夠自主計(jì)費(fèi)，以及現(xiàn)在的能夠打發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變動(dòng)單價(jià)等。 本文中所用到的 VHDL就能解決上述問題，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)就是采用 VHDL硬件描述語(yǔ)言作為設(shè)計(jì)手段，采用自頂向下的設(shè)計(jì)思路，得到一種出租車計(jì)價(jià)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，通過在 Quartus II軟件中編譯和下載測(cè)試，得到了仿真波形和關(guān)鍵的設(shè)計(jì)結(jié)果。 文章首先簡(jiǎn)述了出租車控制系統(tǒng)的意義和發(fā)展現(xiàn)狀以及 VHDL語(yǔ)言的特點(diǎn)，然后介紹了出租車控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)思路，并給出了總體設(shè)計(jì)框圖，通過分析方框圖繪出詳細(xì)的模塊電路流程圖并寫出程序源代碼，將代碼在 Quartus II軟件上進(jìn)行編譯仿真，波形基本符合設(shè)計(jì)要求。s civilization. In this paper the VHDL can solve the above problem, because of this design is described by VHDL Language as a design method of Hardware, using the topdown design ideas, get a taxi pricing system Hardware structure, software by Quartus II piler and download in the simulation results of the design and key waveforms. After the experiment box on hardware tested prior taxi cab pricing system is the basic function of the meter. This article first introduced the meaning and taxi control system development status and the characteristics of the language of VHDL, then introduces the design of the control system of the taxi, design ideas, and presents the overall design, through the analysis of the block diagram of the draw detailed modules circuit chart and write program source code, will in Quartus II piled on software simulation, waveform basic ply with the design requirements. Key words: Taxi meter VHDL Quartus II I 目 錄 第 1 章 緒 論 1 設(shè)計(jì)研究的相關(guān)背景 2 第 2 章 實(shí)現(xiàn)工具簡(jiǎn)介 7 設(shè)計(jì)任務(wù) 8 速度模塊 9 計(jì)程模塊元件圖設(shè)計(jì) 10 計(jì)程模塊仿