毕业论文：出租车计费系统的设计.doc

目 录 摘 要 1 第1章 引 言 2 1.1 设计背景 2 1.2 出租车记费器设计要求 2 第2章 出租车计费系统的设计思想 3 第3章 出租车计费系统的实现 5 3.1出租车系统的总体框图设计 5 3.2计费设定系统原理图 7 第4章 系统模块的设计 8 4.1启动停止按键模块 8 4.2 启动停止显示模块 9 4.3 计时模块 9 4.4 计程模块 9 4.5 计程计时选通模块 10 4.6 计程计时显示输出模块 10 4.7 总额计算模块 11 第5章 系统仿真 12 5.1 模块JISHI的仿真结果 12 5.2 模块JIFEI的仿真结果 12 5.3 模块ZEJS的仿真结果 12 5.4 模块JICHAN的结果验证 13 5.5 模块PASSWORD的结果验证 13 第6章 结 论 14 参考文献 15 附：程序清单 16  摘 要 本文介绍了一种采用单片FPGA芯片进行出租车计费器的设计方法，主要阐述如何使用新兴的EDA器件取代传统的电子设计方法，利用FPGA的可编程性，简洁而又多变的设计方法，缩短了研发周期，同时使出租车计费器体积更小功能更强大。本设计不仅实现了出租车计费器所需的一些基本功能，同时考虑到出租车行业的一些特殊性，更注重了把一些新的思路加入到设计中。主要包括采用了FPGA芯片，使用VHDL语言进行编程，使其具有了更强的移植性，更加利于产品升级。 此外，VHDL就是超高速集成电路硬件描述语言。VHDL语言中，设计的原始描述可以非常简练，经过层层加强后，最终可成为直接付诸生产的电路或版图参数描述。具有良好的可读性，即容易被计算机接受，也容易被读者理解。使用期长，不会因工艺变化而使描述过时。因为VHDL的硬件描述与工艺无关，当工艺改变时，只需修改相应程序中的属性参数即可。支持大规模设计的分解和已有设计的再利用。一个大规模的设计不可能由一个人独立完成，必须由多人共同承担，VHDL为设计的分解和设计的再利用提供了有力的支持。 关键词：出租车计费器，FPGA，VHDL语言，多功能 第1章 引 言 1.1 设计背景 随着出租车行业的发展，对出租车计费器的要求也越来越高。最近几年出租车行业发展迅速，在全国有几千家出租车公司，因此出租车计费器的市场是庞大的。由于受到油价影响，各大城市都推出了运价油价联动机制，所以出租车计费器记价标准的灵活设定成为未来计费器不可缺少的一部分。现在的计费器都没有把灵活设定计价标准的功能加入其中，可靠统计每台计费器更换标准以及调试所需时间为1小时。常用的硬件描述语言有ABEL,VHDL语言等，其中ABEL是一种简单的硬件描述语言，其支持布尔方程、真值表、状态机等逻辑描述，适用于计数器、译码器、运算电路、比较器等逻辑功能的描述；VHDL语言是一种行为描述语言，其编程结构类似于计算机中的C语言，在描述复杂逻辑设计时，非常简洁，具有很强的逻辑描述和仿真能力，是未来硬件设计语言的主流。第2章 出租车计费系统的设计思想 出租车计费器现状和挑战最近几年出租车行业发展迅速，在全国有几千家出租车公司，出租车计费器的市场非常庞大。目前市场上使用的出租车计费器主要采用的都是利用MCU如89C51单片机实现计费器设计，显示方式上主要采用的是固定显示内容的LED显示传统的出租车计费器，由于发展使用了十几年，在稳定性、成本、以及使用习惯上都具一些优势，但是随着出租车价格市场化，我国加入WTO以来主导出租车行业成本的许多因素主要包括油价的波动，都对传统的出租车计费器提出了更高的要求。近一年来，各城市都在对出租车价格进行调整，由于数量太多，很多城市的调价甚至需要一个月的时才能完成，经常会同一时间出现几个价格，有的城市的出租车上还会出现司机人工计价尴尬情形。这些都暴露了传统计费器在灵活性和升级换代能力的天生不足。 一．传统计费器的不足可以体现在以下几点： 1．产品更新周期长 传统计费器利用MCU如89C51单片机实现汽车计费器的设计，大部分的功能可以用片机来实现。但是单片机程序是不通用的，不同的芯片有不同的指令集，因此设计研发较困难，周期长。如果系统设计的不好，则系统不是很稳定，而且灵活度不够，不易实现功能复杂的设计。 2．计价方式的不灵活 每次计价标准的修改都需要将芯片从新烧录，使得每次调价都需要耗费大量的人力物力，很难达到目前油价联动的需求。 3．固定化，如果需要改变显示内容，甚至需要整个设备的更换，不利于产品的理想升级。这些都体现了目前对出租车计费器市场更新换代的需求。 二．解决方案 考虑到目前出租车行业迅猛发展的趋势以及对计费器更高的灵活性要求，本设计希望尝试一些新的方法来予以解决。 1．利用FPGA取代MCU 随着FPGA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，