基于FPGA的出租车计价器系统的设计【开题报告】

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1、出租车计价器的设计毕业设计开题报告电气工程及其自动化基于FPGA的出租车计价器系统的设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1.选题的背景和意义我国在70年代开始出现出租车，但那时的计费系统大都是国外进口不但不够准确，价格还十分昂贵。随着改革开放日益深入，出租车行业的发展势头已十分突出，国内各机械厂家纷纷推出国产计价器。出租车计价器的功能从刚开始的只显示路程（需要司机自己定价，计算后四舍五入），到能够自主计费，以及现在的能够打发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。随着城市旅游业的发展，出租车行业已成为

2、城市的窗口，象征着一个城市的文明程度。现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器，所以计价器技术的发展已成定局。而部分小城市尚未普及，但随着城市建设日益加快，象征着城市面貌的出租车行业也将加速发展，计价器的普及也是毫无疑问的，所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的[1]2．国内外研究动态该课题已经是一个相对成熟的课题，此前有过很多人在此方面针对租出车计价器系统做过不同的设计，通过不同的方式，包括用单片机，用ARM,和可编程逻辑器件来设计实现完成过这一课题。而此次选做的毕业课题是“基于CPLD/FPGA的租出车计价器”

3、，利用现在已经很成熟的可编程逻辑器件来实现这一计费系统，相对用51单片而言，会比较简单，这也同样体现出EDA技术上的优势。其最突出的地方表现在最具先打电子设计技术特征的功能是日益强大的逻辑设计仿真测试技术。同时能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。基于EDA技术上的种种优势，他人在选有关此课题时，首先选用的方案是基于EDA技术的CPLD或者FPGA。这个课题可以有两种解决的方案，一个是基于单片机，另一个是基于FPGA。对于单片机方案的计费系统是相对传统的计费方式，目前市场上使用的出租车计价器主要采用的都是利用

4、89C51单片机实现的计价器设计，显示方式上主要采用的是固定显示内容的LED显示。但是在前面已有提到，传统的租出车的计费方式的不足，使得产品在显示或者升级方面都不是很理想，更新的周期长。而又因为中国经济的快速发展，传统租出车的计费方式因为更新需要周期长，很难跟上租出车计费发展的需求。随着FPGA2出租车计价器的设计等数字可编程器件的出现解决传统电子设计不能完成的任务，利用FPGA来实现出租车计价器。不但可行性很高，而且电路简单，不需要大量的外围电路，节约物力成本，提高了竞争力，FPGA方案可以用软件完全仿真，灵活度高，

5、可以设计一些复杂的系统，而且编好的系统可以在不同的FPGA或CPLD芯片上通用。不必拘泥与芯片的某种指令，只取决于编写者编写的VHDL语言程序。所以，对于租出车计价器的这个方案，使用EDA技术来完成，不但灵活多变，而且有很高的可移植性。总体上可以分为以下几个模块，1）按键模块，2）控制模块，3）译码模块，4）显示模块。按键部分，可以分为三部分，有起动键，暂停键，停止键，分别表示控制租出车的起动、暂停和停止计费。控制部分，主要表现在对各个建的功能的描述，分别对按键部分的按键进行控制，如下图起动暂停停止按键模块译码部分，主

6、要是将车费的十进制和里程数的十进制转化为四位数的十进制，便于模块将车费和里程都显示在四位数码管上。即租出车在行走的过程中能够不断的将里程转换成所得到的费用。这些是按照租出车的模拟方式来分块，从要实现的部分还可以有：根据系统的设计要求，我们可将整个测控FPGA系统租出车计费分为七个模块，它们分别是：分频器模块FPQ，等待判别模块DDPB，里程计算模块LCJS，里程计费模块LCJF。分频器模块FPQ：将外部时钟信号SCLK(设计时假设为200Hz)经过适当分频后，产生1Hz的系统工作用基准时钟信号CLK1HZ，供系统中的有

7、关模块计时用。等待判别模块DDPB：根据速度传感器脉冲信号WCLK和分频器产生的基准时钟信号CLK1HZ，计算单位时间里WCLK的脉冲个数(每km产生1000个脉冲信号，即每米产生1个脉冲信号)，亦即出租车行驶速度，从而判别出租车是否处于等待状态，发出等待标志信号DDBZ。由按键模块来模拟这部分。里程计算模块LCJS：根据速度传感器脉冲信号WCLK和等待标志DDBZ，对出租车行驶的里程数XSLC进行计算，同时发出里程标志信号LCBZ和里程计费标志信号JFBZ。有脉冲来模拟这部分。里程计费模块LCJF：在计费标志信号JF

8、BZ、等待标志信号DDBZ、里程标志信号LCBZ和时段标志信号XDBZ等信号的控制下，计算行驶里程超过3km以上里程的费用LCFY。根据租车车行走路程并计算出所需要付的费用然后有数码管显示出来。2出租车计价器的设计用VHDL语言编写实现各个模块的功能，然后可以用仿真软件进行调试，FPGA/CPLD测控电路的调试：使用Quartus