基于fpga的出租车计价器的设计(附件)【字数：8614】
摘 要如今我国经济在全面发展，人们的日常出行选择的主要交通工具之一便是出租车，从此处可知如今出租车计价器的研究也是很有必要的。传统的出租车计价器都可以用单片机实现主要功能，但是单片机的程序并不能够通用，它不同的指令集在不同的芯片上。因此设计研发采用单片机设计的出租车计费系统比较困难且繁琐。为了生产研发成本低，设计方式简单并且周期短，可靠性高还升级功能便捷，并且能够容易满足客户需求的出租车计费器。本篇论文提出了用Quartus II仿真软件来设计一个基于FPGA的出租车计费系统。通过Verilog HDL硬件描述语言设计各子模块，然后实现模拟汽车的启动、停止、计费、停车等候等功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2出租车计费器的发展现状 1
1.3课题研究的内容及方法 2
1.3.1课题研究的内容 2
1.3.2课题研究的方法 3
第二章 相关设计工具介绍 4
2.1EDA技术 4
2.1.1EDA技术简介 4
2.1.2EDA技术的主要特征 4
2.2FPGA简介 4
2.3VHDL简介 5
2.4 Quartus II简介 6
第三章 课题原理及各模块的设计说明 8
3.1课题原理 8
3.2分频模块 10
3.2.1分频模块的功能描述 10
3.2.2分频模块的仿真波形图 11
3.3计量模块 11
3.3.1计量模块的功能描述 11
3.3.2计量模块的流程图 12
3.3.3计量模块的仿真波形图 14
3. 4计费模块 14
3.4.1计费模块的功能描述 14
3.4.2计费模块的流程图 15
3.4.3计费模块的仿真波形图 16
3.5控制模块 16
3.5.1控制模块的功能描述 16
3.5.2控制模块的流程图 17
3.5.3控制模块的仿真波形图 18
3.6原件例化(总模 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
块) 18
第四章 下载与调试 20
4.1管脚的连接 20
4.2实验箱硬件验证 21
结束语 23
致谢 24
参考文献 25
附录 26
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
如今我国经济在全面发展，人们的日常出行选择的主要交通工具之一便是出租车，因此我国的各大出租车运营事业也迅猛发展起来了。出租车计价器是专用于出租车费用的智能仪器，用于测量出租时间和根据行驶距离传感器信号测量范围，并根据测量的时间和距离，计算并显示乘出租车的费用。
出租车司机以及乘客都很需要计价器并且它的功能要好。所以研究出租车计价器也是十分必要的。如今计表在各个城市的出租车中使用范围越来越广，用户对计表的需求也就越来越高了。
传统的出租车计价器使用了很久，例如，由89C52单片机设计的汽车仪表，其大部分功能可以通过单片机实现，在稳定性和使用上具有一定的优势。
图11 以89C52单片机实现的出租车计费系统的组织结构图
然而单片机的程序并不能够通用，它不同的指令集是在不同的芯片上的。因此设计研发采用单片机来设计研发出租车计费系统是比较困难且繁琐的，它需要硬件更新和软件更新一起实现，并且需要很高的开发成本。而且每次升级都或许会出现新的不稳定东西使得产品更新周期长。倘若它的系统设计不够好，那么此系统运行便会缺少灵敏度，甚至会不稳定没法使用。但是这些问题因为FPGA等数字可编程器件的产生彻底解决了，FPGA可以一起执行实现不一样的逻辑命令，这使得FPGA工作更有效率，而且其必要的功能可以很快实现。而且FPGA的开发成本不高，可靠性、灵敏性高，功能升级便利且升级时间短，可以实时更新系统，用户的要求也得到了满足。
1.2出租车计费器的发展现状
我国的出租车是在20世纪80年代早期发展起来的，当时的出租车计费器基本都是从国外引进而来的，价格昂贵且计费不精准。而如今，随着人民生活水平越来越好了，出租车行业发展越来越快了，出租车计价器以及出租车计费系统的设计也在我国立马发展起来了。
这几年我国的出租车计价器大多数都还是使用单片机技术制作成的。单片机是一种集成电路芯片，它也称为单片微控制器，单片机并不是一个执行某种逻辑功能的芯片。现在单片机的使用十分普遍，我国的出租车计费器的设计也基本上都是使用单片机的。
但是随着数字系统的日益发展，也出现在大家面前也出现了FPGA等可编程数字器件，因为FPGA等可编程数字器件能够使系统更加稳定，可以实现更复杂的功能，并且功能的实现也有了更多的选择，同时也使得系统更加灵活，升级更为简单，所以基于FPGA的出租车计费器在未来会有很大的应用前景，它可以完全替代单片机，成为设计出租车计价器的主流。
1.3课题研究的内容及方法
1.3.1课题研究的内容
设计一个基于FPGA的出租车计费系统是本课题研究的基本内容。这个计费器拥有计费、显示等其他功能。
此计价器在无人乘车时，计价器正常显示空车指示牌；在乘客乘车时，司机按下开关开始收费，空车指示牌按下，空车指示牌的指示灯熄灭；到了目的地停车后，司机需按下开关结束这次行程的计费，语音提示结束计费，空车指示牌被扶起，空车指示牌的指示灯被点亮，这个时候显示器显示这次乘客乘车所需的总费用，接着等待几分钟后，显示屏幕回到空车显示界面。
综上所述，需要有几个模块拼装组合才能实现此出租车计价器的系统，每个模块都有不同的功能。
设计要求：
1.数码管能够显示出出租车行驶的路程、停车等候的时间以及乘车的总费用
（1）数码管能够以“XXXX”即四位数字的形式显示出租车的行驶路程，千米是出租车行驶的里程单位。计程的范围是0到99千米，计程的分辨率是1千米。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2出租车计费器的发展现状 1
1.3课题研究的内容及方法 2
1.3.1课题研究的内容 2
1.3.2课题研究的方法 3
第二章 相关设计工具介绍 4
2.1EDA技术 4
2.1.1EDA技术简介 4
2.1.2EDA技术的主要特征 4
2.2FPGA简介 4
2.3VHDL简介 5
2.4 Quartus II简介 6
第三章 课题原理及各模块的设计说明 8
3.1课题原理 8
3.2分频模块 10
3.2.1分频模块的功能描述 10
3.2.2分频模块的仿真波形图 11
3.3计量模块 11
3.3.1计量模块的功能描述 11
3.3.2计量模块的流程图 12
3.3.3计量模块的仿真波形图 14
3. 4计费模块 14
3.4.1计费模块的功能描述 14
3.4.2计费模块的流程图 15
3.4.3计费模块的仿真波形图 16
3.5控制模块 16
3.5.1控制模块的功能描述 16
3.5.2控制模块的流程图 17
3.5.3控制模块的仿真波形图 18
3.6原件例化(总模 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
块) 18
第四章 下载与调试 20
4.1管脚的连接 20
4.2实验箱硬件验证 21
结束语 23
致谢 24
参考文献 25
附录 26
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
如今我国经济在全面发展，人们的日常出行选择的主要交通工具之一便是出租车，因此我国的各大出租车运营事业也迅猛发展起来了。出租车计价器是专用于出租车费用的智能仪器，用于测量出租时间和根据行驶距离传感器信号测量范围，并根据测量的时间和距离，计算并显示乘出租车的费用。
出租车司机以及乘客都很需要计价器并且它的功能要好。所以研究出租车计价器也是十分必要的。如今计表在各个城市的出租车中使用范围越来越广，用户对计表的需求也就越来越高了。
传统的出租车计价器使用了很久，例如，由89C52单片机设计的汽车仪表，其大部分功能可以通过单片机实现，在稳定性和使用上具有一定的优势。
图11 以89C52单片机实现的出租车计费系统的组织结构图
然而单片机的程序并不能够通用，它不同的指令集是在不同的芯片上的。因此设计研发采用单片机来设计研发出租车计费系统是比较困难且繁琐的，它需要硬件更新和软件更新一起实现，并且需要很高的开发成本。而且每次升级都或许会出现新的不稳定东西使得产品更新周期长。倘若它的系统设计不够好，那么此系统运行便会缺少灵敏度，甚至会不稳定没法使用。但是这些问题因为FPGA等数字可编程器件的产生彻底解决了，FPGA可以一起执行实现不一样的逻辑命令，这使得FPGA工作更有效率，而且其必要的功能可以很快实现。而且FPGA的开发成本不高，可靠性、灵敏性高，功能升级便利且升级时间短，可以实时更新系统，用户的要求也得到了满足。
1.2出租车计费器的发展现状
我国的出租车是在20世纪80年代早期发展起来的，当时的出租车计费器基本都是从国外引进而来的，价格昂贵且计费不精准。而如今，随着人民生活水平越来越好了，出租车行业发展越来越快了，出租车计价器以及出租车计费系统的设计也在我国立马发展起来了。
这几年我国的出租车计价器大多数都还是使用单片机技术制作成的。单片机是一种集成电路芯片，它也称为单片微控制器，单片机并不是一个执行某种逻辑功能的芯片。现在单片机的使用十分普遍，我国的出租车计费器的设计也基本上都是使用单片机的。
但是随着数字系统的日益发展，也出现在大家面前也出现了FPGA等可编程数字器件，因为FPGA等可编程数字器件能够使系统更加稳定，可以实现更复杂的功能，并且功能的实现也有了更多的选择，同时也使得系统更加灵活，升级更为简单，所以基于FPGA的出租车计费器在未来会有很大的应用前景，它可以完全替代单片机，成为设计出租车计价器的主流。
1.3课题研究的内容及方法
1.3.1课题研究的内容
设计一个基于FPGA的出租车计费系统是本课题研究的基本内容。这个计费器拥有计费、显示等其他功能。
此计价器在无人乘车时，计价器正常显示空车指示牌；在乘客乘车时，司机按下开关开始收费，空车指示牌按下，空车指示牌的指示灯熄灭；到了目的地停车后，司机需按下开关结束这次行程的计费，语音提示结束计费，空车指示牌被扶起，空车指示牌的指示灯被点亮，这个时候显示器显示这次乘客乘车所需的总费用，接着等待几分钟后，显示屏幕回到空车显示界面。
综上所述，需要有几个模块拼装组合才能实现此出租车计价器的系统，每个模块都有不同的功能。
设计要求：
1.数码管能够显示出出租车行驶的路程、停车等候的时间以及乘车的总费用
（1）数码管能够以“XXXX”即四位数字的形式显示出租车的行驶路程，千米是出租车行驶的里程单位。计程的范围是0到99千米，计程的分辨率是1千米。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/52.html
