最新出租车计费系统论文.pdf

湖 南 人 文 科 技 学 院课 程 设 计 报 告课程名称： ISP 课 程 设 计设计题目 ： 出租车计费器系 别： 通信与控制工程系专 业： 电子信息工程班 级： 05 级电信本一班学生姓名 : 袁楚仁 邹 荣学 号： 05409117 05409133 起止日期 : 2007.12.24 ~ 2008. 01. 04 指导教师 : 田汉平 钟明生教研室主任 : 田汉平指导教师评语 ：指导教师签名： 年 月 日成绩评定项 目 权重 成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面 0.2 2、课程设计质量与答辩 0.5 3、设计报告书写及图纸规范程度 0.3 总 成 绩教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学院（系）审核意见：主任签字： 年 月 日前 言随着我国市场经济的发展，交通也越来越便利，特别是出租车，以快捷、方便的特点早已盛行各个城市，成为城市交通的重要工具出租车市场从 90 年代初的起步阶段到现在已经进入了高峰期随着城市化水平的提高和人民生活水平的改善，出租车的服务也就显得越来越重要因此出租车计费器也就应运而生了本设计就是针对目前出租车计费器的问题设计的一种基于可编程逻辑器件 FPGA 的 ASIC， 并基于超高速硬件描述语言 VHDL 在 Altera 公司的 quartusⅡ 系列的 EP1C6Q240C8芯片上编程实现了整个系统的控制部分， 整个自动控制系统由四个模块构成：信号输入模块、计量模块、数制转换模块和译码显示模块。

并用超高速硬件描述语言 VHDL 编程实现的可同时显示金额、乘车总路程的 “ 多功能 ” 计费器有较好的实用价值和较高的可行性目 录一、整体方案设计 ................................................................................................... 1 1、设计要求 ...................................................................................................... 1 2、设计方案比较 .............................................................................................. 1 3、基本设计思想 .............................................................................................. 3 4、系统总体结构 .............................................................................................. 3 二、详细设计 ........................................................................................................... 3 1、信号输入模块的设计 .................................................................................. 3 2、计量模块设计 .............................................................................................. 3 3、数制转换模块的设计 .................................................................................. 4 4、译码显示模块的设计 .................................................................................. 5 5、原理图的设计 .............................................................................................. 6 6、系统综合、仿真、下载 .............................................................................. 6 7、硬件调试 ...................................................................................................... 7 8、设计中遇到的问题与解决办法 .................................................................. 7 9、设计总结 ...................................................................................................... 8 三、心得体会 ........................................................................................................... 8 四、参考文献 ........................................................................................................... 9 附录一：计数器 A 的源程序 ................................................................................ 10 附录二：计数器 B 的源程序 ..................................................................................11 附录三：里程数据查找表的 VHDL 程序 ............................................................ 12 附录四：车费数据查找表的 VHDL 程序 ............................................................ 141 出租车计费器摘要：本设计是针对目前出租车计费器的问题设计的一种基于可编程逻辑器件FPGA 的 ASIC ， 并基于超高速硬件描述语言 VHDL 在 Altera 公司的 quartusⅡ系列的 EP1C6Q240C8芯片上编程实现了整个系统的控制部分， 整个自动控制系统由四个模块构成：信号输入模块、计量模块、数制转换模块和译码显示模块。

并用超高速硬件描述语言 VHDL 编程实现的可同时显示金额、乘车总路程的 “ 多功能 ” 计费器有较好的实用价值和较高的可行性关键字：可编程逻辑器件 超高速硬件描述语言 计费 计程一、整体方案设计1、设计要求（ 1）车起步开始计费首先显示起步价（本次设计起步费为 3.00 元） ,车在行驶 1.5km 以内，只收起步价 3.00 元 2）车行驶超过 1.5 km 后 ,按每 0.5 公里 1 元计费（在 3.00 元基础上每行驶0.5 km 车费加 1 元） ,车费依次累加 3）车暂时停止（行驶中遇红灯或中途暂时停车）不计费，车费保持不变若停止则车费清零，等待下一次计费的开始设计的主要技术指标如下：a、计价范围： 0～ 99 元计价分辨率： 1 元b、计程范围： 0～ 99 里计程分辨率： 1 里2、设计方案比较方案一：用单片机实现：通过软件编程，仿真，调试，符合要求后将程序用编程器写入到单片机芯片上利用单片机的中断响应乘客开车或者等待的请求，进行相应的处理利用寄存器存放计价器系统运行状态，从而可以根据整个行程的状态进行计价根据分析可画出如图 1 所示的方框图：2 方案二：用 FPGA（可编程门阵列）实现：利用硬件描述语言编程，仿真调试后下载到可编程逻辑器件（ CPLD）上实现。

可以对计程车整个过程进行判断、处理，整个过程完全实现了自动化和智能化根据分析可画出如图 2 所示的方框图：比较而言，方案一的开发及制作成本较低，能较大程度地利用资源，但外围电路较多，调试复杂，抗干扰能力差，特别对这种计程车的计价器需要长时间不间断运作的系统，由于主要是软件运作，容易出错，造成系单片机 显示模块电源模块时钟及存储器通信模块图 1 方案一方框图计数器 B（记录行走里程）计数器 A（车轮转 300 圈输出脉冲信号）车 费 查找表里 程 查找表里程显示 车费显示车轮转速（每转 一圈输出脉 冲信号）图 2 方案二顶层框图3 统不稳定方案二将所有器件集成在一块芯片上，体积大大减小的同时还提高了稳定性，并且可应用 EDA 软件仿真，调试，易于进行功能扩展，外围电路较少，采用硬件逻辑电路实现，其最大的优点是稳定性好，抗干扰能力强，非常适合作为计程车的计价器系统的控制核心 基于对以上各个因素的考虑， 我们觉得 FPGA实现计程车的计价器的设计更设计的要求，提升设计的可行性因此，决定选用以 FPGA 为核心，用 VHDL 编程来实现计价器的设计3、基本设计思想（ 1）根据出租车计费要求，将出租车计程部分由 2 个计数器来完成分别为计数器 A，计数器 B。

①计数器 A 完成模拟实现车行驶 500 m 的功能并在达到 500米（ 0.5 公里）时输出高脉冲②计数器 B 完成路程的记录，并将记录的数据送入查找表的地址输入端 2）车费的显示：由查找表来完成，定制两个查找表，将十六进制的路程与车费数据转换成十进制数据送入译码器，完成数据的输入即动态数据的显示4、系统总体结构基于 CPLD 的出租车计费器的各部分主要功能包括：信号输入模块对车轮传感器传送的脉冲信号进行计数 (每转一圈送一个脉冲 )， 并以高低脉冲模拟出租汽车启动、暂停、停止，具有输入信号作用；查找表模块使公里数和计费金额从十六进制转换成十进制；数码管显示模块将公里数和计费金额均用 2 位 LED 数码管显示 (2 位整数 )二、详细设计1、信号输入模块的设计该模块主要实现现场模拟功能：车轮每转一圈传送一个脉冲，并以高低脉冲模拟出租汽车启动、停止、暂停按钮，具有输入信号的作用在这里我们以时钟频率模拟出租车的转速由于考虑演示时间的因素，我们选用 256hz的时钟频率，这样人眼能够清楚的看到变化，演示时间也不长通过计算，我们以车轮转 300圈为 0.5 公里2、计量模块设计计量模块主要由两个计数器组成， 计数器 A 完成出租车行走 0.5 公里时输出脉冲信号的功能，它是一个 300 进制的计数器，当计数达到 300 时输出脉冲信号；4 计数器 B 完成记录里程并输出的功能，它是一个 100 进制的计数器，当计数达到 100 是重新从 0开始计数。

计数器 A 和计数器 B 的源程序，模块图以及时序仿真图一一如下：（ 1）计数器 A 的源程序见附录一 2）计数器 A 的模块图如图 3 所示：（ 3）计数器 A 的时序仿真图如图 4 所示：（ 4）计数器 B 的源程序见附录二 5）计数器 B 的模块图如图 5 所示：（ 6）计数器 B 的时序仿真图如图 6 所示：3。