基于FPGA的出租车计价器设计论文

南京大学金陵学院本科毕业院系信息科学与工程系专业电子信息科学与技术题目基于FPGA出租车计费系统的设计提交日期20XX年6月3 日摘要通过出租车计费系统的设计，详细介绍了如何使用硬件描述语言Verilog HDL设计复杂逻辑电路的步骤和过程，以及应用美国ALTERA公司的Quartus II 9.0软件进行系统设计、仿真和下载实现的方法。

通过设计，可以看到在EDA平台上用CPLD器件构成该数字系统的设计思想和实现过程。

论述了计费模块、时钟模块、动态显示模块、计费形式判断模块、控制模块等的设计方法和技巧。

关键词：CPLD/FPGA; 电子自动化设计; Verilog HDL硬件描述语言; 出租车计费器; Quartus II 9.0软件ABSTRACTTaxi billing system through the design, details how to use the hardwaredes-cription language Verilog HDL design plexity and the process logic and the applicatio-n of the U.S. pany's Quartus II 9.0 ALTERA software system design, simulation, anddownload the realization of the method. By design, you can see in the EDA platform usi-ng CPLD devices constitute the digital system design and implementation process. Discuss-es the billing module, clock module, dynamic display module, billing forms to judge mod-ule, control module and other design methods and techniques.Keywords: CPLD/FPGA; EDA; Verilog HDL; Taxi Billing Machine; Quartus II 9.0目录第一章引言随着科技日新月异的发展，科技带来的改变无处不在。

根据FPGA技术出租车计费器的设计FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术在今天的电子设计领域中被广泛应用。

它具有灵活性、可编程性和可重构性等优点，使得它成为许多应用的理想选择，包括出租车计费器。

出租车计费器是乘客和司机之间的重要纽带，它负责计算乘客的乘车时间和里程，并据此计算出应支付的费用。

传统的出租车计费器通常是由硬件电路实现的。

然而，这种实现方式具有以下的缺点：1.难以适应不同的法定计费标准。

不同的地区和国家可能有不同的出租车计费标准，这就要求出租车计费器具有一定的可扩展性和灵活性。

而硬件电路实现通常是固定的，难以随意更改。

2.硬件电路实现复杂。

传统的出租车计费器通常需要使用多个电路组件，包括时钟、计数器、状态机等等。

而这些电路组件的设计和布线非常复杂，容易出现错误。

3.硬件电路实现不易维护。

一旦出现故障或需要更新，就需要重新设计和制造新的电路板，增加维护成本和周期。

为了解决这些问题，可以使用FPGA技术来设计出租车计费器。

通过将计费器的逻辑功能实现在FPGA芯片上，可以实现高度灵活、可编程和可重构的计费器。

首先，FPGA技术可以为计费器提供高度的可扩展性和灵活性。

使用FPGA芯片，可以将计费算法和计费标准的实现以软件的形式加载到FPGA 芯片上。

这意味着可以根据需要，随时更改计费算法和计费标准，以适应不同的地区和国家的法定计费标准。

这为出租车计费器的应用提供了更高的可定制性和可适应性。

其次，FPGA技术可以简化计费器的硬件电路设计。

使用FPGA芯片，可以将多个电路组件集成到一个单一的芯片上。

这种集成可以大大简化计费器的硬件设计和布线，减少错误和故障的风险。

同时，FPGA技术还提供了高级的图形化开发工具，如Vivado和Quartus，使得设计人员可以更快更轻松地完成计费器的设计和验证。

最后，FPGA技术可以提高计费器的可维护性。

使用FPGA芯片，可以通过简单地更新芯片上的软件，而无需重新设计和制造新的电路板。

基于FPGA的出租车计价器设计摘要介绍了出租车计费器系统的组成及工作原理，简述了在EDA平台上用FPGA 器件构成该数字系统的设计思想和实现过程。

论述了计程模块，计费模块，计时模块，译码动态扫描模块等的设计方法与技巧。

1．引言随着EDA技术的高速发展，电子系统的设计技术发生了深刻的变化，大规模可编程逻辑器件CPLD／FPGA的出现，给设计人员带来了诸多方便。

利用它进行产品开发，不仅成本低、周期短、可靠性高，而且具有完全的知识产权。

本文介绍了一个以Altera公司可编程逻辑芯片cyclone2系列的EP2C5T144C8的FPGA 芯片为控制核心、附加一定外围电路组成的出租车计费器系统。

随着社会的不断进步，人们生活水平的不断提高，出租车逐渐成为人们日常生活不可缺少的交通工具。

而计价器作为出租车的一个重要组成部分，关系着出租车司机和乘客双方利益，起着重要的作用，因而出租车计价器的发展非常迅猛。

2．出租车计费系统的实验任务及要求2.1技术要求（1）掌握较复杂逻辑的设计、调试。

（2）进一步掌握用VHDL语言设计数字逻辑电路。

（3）掌握用Max+pulsII软件的原理图输入的设计方法。

2.2功能要求基本功能：（1）按行驶里程收费，起步价为9.00元，并在车行3公里后再按3元/公里计算车费。

（2）实现模拟功能：能模拟汽车启动、停止。

（3）设计动态扫描电路：将车费、里程、等待时间动态的显示出来。

（4）用VHDL语言设计符合上述功能要求的出租车计费器，并用层次化设计方法设计该电路。

（5）各计数器的计数状态用功能仿真的方法验证，并通过有关波形确认电路设计是否正确。

附加功能：（1）增加了晚上计费功能和等待功能。

晚上起步价为12.00元，并在车行3公里后再按4元/公里计算车费。

车白天停止超过三分钟后按1元/分钟计算，晚上超过3分钟按2元/分钟计算。

（2）实现预置功能：能预置起步费、每公里收费、等待加费时间。

（3）实现模拟功能：白天、黑夜；等待、行驶状态。

基于FPGA的出租车计费系统的设计摘要随着我国市场经济的发展，交通也越来越便利，特别是计程车，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。

计程车市场从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，计程车的服务也就显得越来越重要。

因此计程车计价器也就应运而生了。

本文分析了当前国内外出租车计费系统的基本组成和工作原理及主要的两种设计方式:基于单片机的设计方式和基于FPGA的设计方式；并对这两种实现方式的优点和缺点进行分析，比较后确定本系统的方案：基于FPGA的出租车计费系统的设计。

在本设计中主要是通过VHDL语言来编程实现计费系统的四个功能块：分频模块，控制模块，计量模块和译码显示模块，最后使用MAX+PLUSII软件来对程序进行仿真，以模拟实现出租车的启动，停止以及等待等过程中的计时，计程和计费功能。

并将各功能模块的结果通过动态译码扫描模块输出到显示模块进行显示。

即通过显示模块显示出租车所行驶的路程，出租车等待的时间和出租车分别在等待过程中的费用和行驶过程中的费用。

关键字:CPLD/FPGA；VHDL语言；MAXPLUS II；出租车；计费器Design of taxi meter Based on FPGAAbstractAs China's market economy develops，more and more convenient transport，particularly taxis, to fast, convenient features have long been popular in various cities and become an important tool for urban traffic. Taxi market in the early 1990s,the initial stage up to now has entered a peak period. With the level of urbanization and the improvement of people's living standards improve, taxi services will become increasingly important. Taxi meter therefore it has emerged.This paper analyses the current domestic and foreign taxi billing system and the basic working principle and the two main design; Based on the design of microcontroller andFPGA-based design; and both the strengths and the ways Shortcomings of the analysis，comparison of the system established after the programme: FPGA-based billing system for taxis.In this design mainly through the VHDL language programming billing systems of the four function blocks：the frequency modules, control module, the measurement modules and decoding modules, the final use of MAX + PLUSII software to simulate the procedures to Simulation of the realization of a taxi start, stop and wait in the course of time, and so on, including-and billing functions。

基于FPGA的出租车计费系统的设计摘要随着我国市场经济的发展，交通也越来越便利，特别是计程车，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。

计程车市场从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，计程车的服务也就显得越来越重要。

因此计程车计价器也就应运而生了。

在本设计中主要是通过VHDL语言来编程实现计费系统的四个功能块：分频模块，控制模块，计量模块和译码显示模块，最后使用MAX+PLUSII软件来对程序进行仿真，以模拟实现出租车的启动，停止以及等待等过程中的计时，计程和计费功能。

并将各功能模块的结果通过动态译码扫描模块输出到显示模块进行显示。

即通过显示模块显示出租车所行驶的路程，出租车等待的时间和出租车分别在等待过程中的费用和行驶过程中的费用。

关键字:VHDL语言；MAXPLUS II；出租车；计费器[键入文字]目录1绪论 (4)1.1研究的意义 (4)1.2当前国内外的研究现状 (4)1.3本课题的目的 (4)1.4本论文的章节安排 (5)2 VHDL和FPGA的简介 (6)2.1 VHDL的介绍 (6)2.2 FPGA的介绍 (6)3 Max+plusII平台简介 (8)3.1概述 (8)3.2 Max+plusII的特点 (8)4 设计方案的简介及比较 (10)4.1基于单片机出租车计费器设计方案 (10)4.1.1硬件各模块的功能 (10)4.1.2程序设计模块 (11)4.2基于FPGA的出租车计费器的设计方案 (11)4.3两种方案的比较 (12)4.4方案的确定 (12)5 出租车计费系统的设计 (13)5.1整体方案设计 (13)5.1.1设计的主要技术指标 (13)5.1.2整体设计方案的实现 (13)5.2模块的设计 (14)5.2.1秒分频模块 (14)5.2.2控制模块 (15)5.2.3计量模块 (16)5.2.4译码显示输出模块 (20)5.2.5整体原理与仿真 (22)5.2.6结果分析 (23)5.2.7结论 (23)[键入文字]1绪论1.1研究的意义随着我国市场经济的发展，交通也越来越便利，特别是计程车，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。

文献综述电气工程及其自动化基于FPGA的出租车计价器系统的设计前言出租车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要标志，是出租车中最重要的工具。

它关系着交易双方的利益。

具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。

因此，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。

传统国内外出租车计价器多数由单片机实现，升级繁琐，成本高。

以出租车多功能计价器为例，传统的计价器常以MCS251系列单片机为其核心主控部件，如89C51RC2， LPD78F0034 等，该系列的单片机工作频率一般不大于24MHz，而且可扩展的资源有限，最大能够扩展的程序空间和内存空间一般都只有64kB，很难胜任出租车多功能计价器的不断升级要求。

传统的计价器通常采用硬件模块化的设计结构，主要包括主控模块，电源模块，按键显示模块，防作弊及脉冲输入模块以及税控模块等。

在主控模块中又包括CPU 子模块，语音识别子模块，串口通信子模块，复位、看门狗及电源监控子模块，打印子模块等，硬件电路复杂，不利于系统功能升级，容易在运营过程中产生干扰，影响系统的使用; 并且由于分立器件多，必然造成电源功耗大，芯片易发热，影响芯片的使用寿命。

基于FPGA的出租车计价器不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题，而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低，特别是对小批量、多品种的产品需求，基于FPGA 的出租车计价器已成首选。

计费系统在各大、中城市出租车中使用越来越广泛。

针对现有计费系统通用性差的缺陷，本文采用ISP器件和VHDL语言开发了一套出租车计费系统；该计费系统的可靠性高、成本低、通用性强；该系统在不改变硬件电路的前提下，具有可以重构系统的功能，采用完全相同电路结构，只要根据各地区的需求在VHDL程序中设置各参数，就可以适应各地区出租车不同计费标准的需要，还可根据各地区需求增加其他功能。

正文文献[1-3]以单片机MC68HC705为核心控制芯片，该单片机片内带有8k字节EROM及304字节RAM,它采用统一编址方式,即所有I/O寄存器、数据存储器、程序存储器都处于同一地址空间,其指令系统简单,便于编程;I/O口可根据需要设定为输入或输出,因而是真正的双向I/O并行口;其特有的SPI(串行外围接口)功能可用来扩展各种I/O;此外,其独有的输入捕捉功能端记录外部发生事件非常方便。

基于FPGA的出租车计费器的设计目录一、实现功能概述 (2)1、基本功能 (2)2、扩展功能 (2)3、实现功能附图 (2)3.1 下载到DE0 (2)3.2 VGA显示部分 (3)二、模块设计 (4)1、基本功能模块 (4)1.1 模块图 (4)1.2 工作流程图 (5)2、VGA显示模块 (6)2.1 VGA显示原理 (6)2.2 VGA时序分析 (6)三、模块代码解析 (7)1、顶层模块（taxi.bdf） (7)2、里程计数器模块（distans_count.v） (8)3、时间计数模块（time_count.v） (9)4、控制模块（select_clk.v） (10)5、计费器模块（fee_count.v） (10)6、七段译码模块（divided_frequency.v） (11)7、切换模块（choose.v） (12)8、VGA显示模块（DE0_VGA.V、VGA_Ctrl.v、VGA_CLK.v、VGA_Pattern.v） (13)8.1 DE0_VGA.V (13)8.2 VGA_Ctrl.v (15)8.3 VGA_CLK.v (18)8.4 VGA_Pattern.v (20)一、实现功能概述1、基本功能●当行程不超过3km，且等待时间不超过两分钟时，按照出租车起步价（10元）计费。

●当行程超过3km时，按照2元/公里累加计费。

●当等待时间累计超过两分钟，按照1元/公里累加计费。

2、扩展功能●下载到DE0板子上，数码管显示时间、路程和费用。

计费器显示范围为0~999元，分辨率为1元；计程器显示范围为0~99km，分辨率为1km；计时器显示范围为0~59分钟，分辨率为1分钟。

●利用DE0板子上的VGA显示器接口做VGA动态实时显示计费状态及各个使能信号的状态，并且利用小车动画来直观的反映出出租车行驶火车停车等待的状态。

（在模块设计中有相应的附图）3、实现功能附图3.1 下载到DE0数码管计费数码管计里程及时间3.2 VGA显示部分VGA同步显示时间及里程、小车状态及按键状态VGA同步显示费用、小车状态及按键状态二、模块设计1、基本功能模块1.1 模块图等待时间计数模块行驶路程计数模块控制模块计费模块显示模块（数码管部分）时钟1.2 工作流程图基本模块的工作流程概述：出租车载客后，启动计费器，整个系统开始运行，进入初始化状态，即计程和计时从零开始，计费器从起步价10元开始。

题目：基于FPGA出租车计价器设计装订线基于FPGA出租车计价器的设计摘要本文介绍了一种采用可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）进行出租车计价器的设计思想以及实现方法。

FPGA是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

另一方面采用可编程逻辑器件设计，外围电路简单，模块化设计方便，原理清晰，速度快，功能强，可靠性高，灵活性强，并且完成和扩展附加功能性强。

本设计实现了出租车计价器所需的一些基本功能，如计程、计时、计费、动态显示，其中计费金额包括起步价、里程计费、等待计时计费。

该设计采用模块化设计，自顶向下，在Quartus II9.0软件平台下，采用Verilog HDL 硬件描述语言分别设计了分频模块、计程模块、计费模块、计时模块，译码以及动态扫描显示模块的出租车计价器的五大模块，用原理图设计了顶层模块，对每个模块和主程序分别进行了仿真，并对仿真波形作了分析。

经过硬件下载验证，完成了出租车计价器分频模块、计程模块、计费模块、计时模块，译码以及动态扫描显示模块的设计实现。

关键词：FPGA；出租车计价器；Quartus II；Verilog HDLBased on the FPGA Design of Taxi MeterABSTRACTThis article describes the design ideas and methods of the taximeter, through the programmable logic device (FPGA/CPLD). Using programmable logic devices design on the other hand, peripheral circuit is simple, convenient modular design, the principle is clear, fast, strong function, high reliability, strong flexibility, and complete and additional functional extension. This design has realized the taxi meter required some basic functions, such as log, timing, pricing, dynamic display, billing amount fare and mileage charging, waiting for the timing. Through the Quartus II 9.0 Software Platform，using Verilog HDL language completed the description and simulation of frequency module, the meter module, Billing module, timing modules, decoding, dynamic scanning display module,for each module are simulated respectively and top-level module with schematic design , the simulation waveform were analyzed. After download validation hardware, completed the taxi meter divider module, log module, billing module, timing module, decoding and dynamic scanning display modules designed to achieve.Keywords: FPGA；Taximeter；Quartus II；Verilog HDL目录1 前言 (1)1.1 课题的来源及意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 研究的手段及目标 (2)2 总体方案设计 (3)2.1 方案论证与选择 (3)2.2 设计思想及原理 (4)3 FPGA、Verilog及QuartusⅡ开发环境的介绍 (6)3.1 现场可编程门阵列FPGA (6)3.2 硬件描述语言Verilog HDL (6)3.3 QuartusⅡ开发环境 (7)4 设计与仿真验证 (8)4.1 分频模块 (8)4.1.1 计程分频模块 (8)4.1.2 计时分频模块和计费分频模块 (9)4.1.3 数码管动态显示模块 (9)4.1.4 数码管动态显示模块仿真 (9)4.2 计程模块 (10)4.2.1 计程模块电路 (10)4.2.2 计程模块仿真 (12)4.3 计时模块 (12)4.3.1 计时模块电路 (12)4.3.2 计时模块仿真 (13)4.4 计费模块 (14)4.4.1 计费模块电路 (14)4.4.2 计费模块仿真 (15)4.5 数码管显示模块 (16)4.5.1 数码管显示模块电路 (16)4.5.2 数码管显示仿真 (17)4.6 整体顶层模块设计电路 (17)4.7 下载实现 (20)5 结论 (23)参考文献 (24)致谢 (24)附录 (25)1 前言1.1 课题的来源及意义本课题是在老师指导下，根据学校教学的需求和实际需要而开发的研究项目。

软件设计开发本栏目责任编辑：谢媛媛基于FPGA 的出租车计费系统设计张炯，陈初侠，操晓思，徐甫，欧阳凯（巢湖学院电子工程学院，安徽巢湖238000）摘要：该文基于FPGA 芯片EP1K30QC208-2进行了出租车计费系统设计。

首先从设计要求出发，将出租车计费系统分成多个子电路模块并用Verilog HDL 语言对其进行设计，然后调用已设计好的各子电路模块采用原理图方式进行顶层电路设计，最后将设计好的顶层电路下载到FPGA 芯片中进行硬件验证。

实验结果表明，所设计的出租车计费系统能动态显示出租车的行驶里程、等待时间和计费金额，具有一定的实用价值。

关键词：出租车计费；FPGA ；Verilog HDL 中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1009-3044(2021)13-0093-03开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：众所周知，出租车在我们的生活中承担着非常重要的角色，一个具有良好性能的出租车计费系统不仅有助于加强行业管理，还可以减少乘客与司机之间的纠纷[1]。

出租车计费系统可以采用模拟电路和数字电路来实现，这种设计方法弊端是整体电路较复杂，而且出现故障时调试比较困难。

出租车计费系统也可以采用单片机来实现[2]，但由于计费系统经常需要根据油价进行计费标准的相应更改，如果采用单片机，需要每次更改计费标准后再次烧录程序至单片机，费时费力[3]。

因此对出租车计费系统的更新换代迫在眉睫。

随着大规模可编程逻辑器件的出现，基于FPGA 设计的出租车计费系统逐渐显示其强大的性能，不仅具有很高的可移植性，而且需要更改电路时非常方便，如果计费标准变化，可以实现现场更新[3]。

本文以现场可编程逻辑器件(FPGA)为设计载体，以硬件描述语言(Verilog HDL)为主要表达方式，以Quartus Ⅱ开发软件和ZY11EDA13BE 开发系统为设计工具设计了一种能动态显示出租车计程、计时、计费的系统。

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目录摘要 (1)Abstract (1)第一章引言 (2)1.1课题背景 (2)1.2本文的主要工作 (2)第二章 FPGA、VHDL介绍 (4)2.1 FPGA现状及发展 (4)2.2 FPGA的结构与特点 (4)2.2.1 FPGA基本结构 (5)2.2.2 FPGA的特点 (6)2.3 VHDL设计优点 (6)第三章出租车计费器的设计 (7)3.1出租车计费器的总体设计 (7)3.1.1出租车计费标准 (7)3.1.2 总体框架设计 (7)3.2出租车计费器主要模块设计 (8)3.2.1 速度模块 (9)3.2.2 计程模块 (9)3.2.3 计时模块 (10)3.2.4 计费模块 (10)第四章整体电路设计 (11)4.1 整体电路图 (11)4.2 电源电路 (12)4.3 启动/停止按键电路 (12)4.4 自动清零部分 (13)第五章系统仿真与下载实现 (13)5.1 QuartusⅡ软件介绍 (14)5.1.1软件特点 (14)5.1.2 QuartusⅡ设计流程： (14)5.2仿真结果 (15)5.2.1整体仿真 (15)5.2.2速度模块仿真 (15)5.2.3计程模块仿真 (16)5.2.4计时模块仿真 (16)5.2.5 计费模块仿真 (17)5.3设计测试 (17)第六章总结及展望 (18).致谢 (19).主要参考文献 (19)基于FPGA的出租车计费器设计摘要:随着EDA技术的高速发展，电子系统的设计技术和工具发生了深刻的变化，大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA的出现，给设计人员带来了很多方便。

利用它进行产品开发，可以降低研发成本，缩短研发周期。

本文介绍了一种采用FPGA芯片进行出租车计费器的设计方法，描述了研究该课题的意义和应用价值；说明了Altera公司的FPGA结构原理及其主要运用；介绍了超高速集成电路硬件描述语言的主要功能和设计；讲解了出租车计费器的系统原理和功能。

基于FPGA的数字秒表设计摘要：该设计是用于体育比赛的数字秒表,基于FPGA在Quartus II 9.0sp2软件下应用VHDL语言编写程序,采用ALTRA公司CycloneII系列的EP2C8Q208芯片进行了计算机仿真，并给出了相应的仿真结果。

本设计有效的克服了传统的数字秒表的缺点采用EDA技术采取自上而下的设计思路。

绘制出了具体的逻辑电路，最后又通过硬件上对其进行调试和验证。

该电路能够实现很好的计时功能,计时精度高，最长计时时间可达一个小时。

关键字：数字秒表；EDA；FPGA；VHDL；Quartus IIThe design of digital stop watch based on FPGA Abstract：This design is a digital stop watch which is used for athletic contests and is based on FPGA using VHDL language to write program in Quartus II software,adopting EP2C8Q208 chip of CycloneII series of ALTRA company for computer simulation and at the same time showing the corresponding simulation result. This design effectively overcomes the traditional digital stop watch weaknesses and takes a top-down approach to design. Draw out a particular logic circuits, and finally pass the circuits to the hardware to debug and verify it.This circuit is able to carry out excellent timing function,has high timing precision,and the longest timing time could reach an hour.Key Words: Digital stop watch；EDA；FPGA；VHDL；MAX PlusⅡ引言数字秒表是日常生活中比较常见的电子产品，其设计也是EDA技术中最基本的设计实验之一[1]。

基于单片机和FPGA的出租车计费系统单片机和电子技术专业毕业设计毕业论文目录摘要 (1)第1章绪论 (2)第2章系统设计 (3)2.1系统组成 (3)2.1.1 计费及显示 (3)2.1.2 时钟及显示 (3)2.1.3 计费开始提示 (1)2.2功能模块设计 (1)第3章硬件及软件实现 (3)3.1传感器 (3)3.1.1 光电传感器电路设计 (3)3.1.2车轮光电开关检测电路 (4)3.2单片机 (5)3.2.1 8051 单片机功能方块图 (5)3.2.2 AT89S51单片机简介 (8)3.2.3 AT89S5l与51系列单片机相比具有如下特点83.2.4 89S51的内部框图 (9)3.2.5 中断控制 (12)3.2.6 单片机控制程序设计 (13)3.2.7 单片机汇编语言源程序 (17)3.3显示及按键控制系统 (32)3.3.1 LED数码管 (32)3.3.2 数据显示电路的设计 (33)第4章系统检测及分析 (35)4.1系统仿真/硬件验证 (35)4.1.1 系统的调试方法 (35)4.1.2 系统的硬件验证 (35)4.2设计技巧分析 (36)结论 (37)附录A: FPGA芯片引脚 (38)摘要本系统电源电压为+16V，速度传感器具有汽车每运行1㎞提供1000个脉冲信号的特性。

显示器可以采用LED数码管。

系统采用单片机和FPGA的结合进行系统的主体设计,测控FPGA芯片通过采集传感器脉冲信号WCLK进行里程计算,里程计费,利用外部脉冲信号SCLK产生标准时钟信号,以计算等待时间,等待费用,并产生里程标志(LCBZ),等待标志(DDBZ),熄灯标志(XDBZ)等有关控制标志信号,同时根据单片机发出的开始信号（START），时段标志（SDBZ），传输数据选择（SEL）等控制信号将有关计算结果传送给FPGA芯片。

单片机MCU除了完成键盘扫描，显示控制外，还通过P0口与FPGA进行数据交换，并向测控FPGA芯片发出有关控制信号。

××大学××学院××课程设计基于FPGA的出租车计价器设计学生姓名学号所在系专业名称班级指导教师成绩××大学××学院二○一一年六月摘要：本文介绍了一个以Altera公司的CycloneII可编程逻辑芯片EP2C5T144C8为控制核心、运用VHDL硬件描述语言附加一定外围电路组成的出租车计费器系统。

本设计论文主要介绍了出租车计费器系统的组成及工作原理，简述了在EDA平台上用单片FPGA器件构成该数字系统的设计思想和实现过程。

同时，详细论述了人机交互驱动模块、驱动模块、计程模块、计费模块、译码动态扫描模块等的设计方法与技巧。

利用FPGA芯片实现一些功能较复杂的电子产品设计，不仅可以增加系统设计的灵活性，利用它进行产品开发，不仅成本低、周期短、可靠性高，而且具有完全的知识产权。

同时，在进行SOPC设计的时候，我们可以自由调用NIOS资源模块构建软核，从而减小了系统的功耗，实现产品的强大功能。

关键字：FPGA,VHDL,EP2C5T144C8,SOPCAbstract:Th is paper introduces a Altera company to CycloneII programmable logic chips EP2C5T144C8 as control core, useing VHDL hardware description language add a certain peripheral circuit of the message accounting device system of a taxi. This design paper mainly introduced the message accounting device taxi system composition and working principle, this paper expounds on the platform in EDA using single pill FPGA components, the digital system design thought and the implementation process. At the same time, discusses the human-computer interaction driver modules, driving module, taxi module, billing module, decode dynamic scanning module design methods and skills. Use the FPGA chip realize some function is more complex electronic product design, not only can increase the flexibility of the system design, use it for product development, not only the low cost, short cycle, high reliability, and with full intellectual property rights. Meanwhile, during the SOPC design, we can free calls NIOS resource module building soft nuclear, thus reduce power consumption, realizing products of the system of the powerful features.Key words: FPGA,VHDL，EP2C5T144C8，SOPC目录前言1．系统功能软件介绍 (1)1.1 QuartusII软件介绍 (1)1.2 FPGA芯片介绍 (1)1.3 硬件描述语言介绍 (2)2．总体方案设计 (3)2.1 系统框图 (4)2.2 基于MCU的出租车计费器 (4)2.3 基于FPGA的出租车计费器 (5)2.4 总体设计方案 (5)3．单个模块设计 (6)3.1 人机交互驱动模块 (6)3.1.1人机交互模块 (6)3.1.2人机交互模块仿真 (7)3.2 4x4矩阵键盘驱动模块设计 (7)3.2.1 4x4矩阵键盘模块 (8)3.2.2 4x4矩阵键盘仿真图 (7)3.3 二进制BIN转换成BDC(10进制)模块 (9)3.4 FILTER驱动模块设计 (9)3.5 PLS模块驱动设计 (10)3.5.1 PLS模块设计 (10)3.5.2 PLS模块设计仿真图 (11)3.6 出租车控制驱动模块设计 (11)3.7 顶层模块 (12)4．系统功能 ............................ 错误！未定义书签。

基于FPGA的出租车计价器设计
马超
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2015(39)8
【摘要】随着计算机技术的发展,传统的CAD电子技术已经不能满足日新月异且复杂的电子电路设计.取而代之的是在CAD技术基础上诞生的EDA技术,即计算机的电子设计自动化技术.随着EDA技术的发展,大规模可编程逻辑器件FPGA越来越受到大家的青睐,使用FPGA可编程逻辑器件作为控制芯片,利用VHDL语言对出租车计价器进行了描述与仿真,并对各个模块进行了设计,使得计价器逻辑电路上规模变小,减小了硬件消耗的同时,速度更快,能够更好地满足于市场的要求.
【总页数】3页(P214-216)
【作者】马超
【作者单位】黑龙江省电子信息产品监督检验院,哈尔滨150090
【正文语种】中文
【中图分类】TN791
【相关文献】
1.基于FPGA技术的出租车计价器设计 [J], 张华
2.出租车计价器的FPGA设计 [J], 王晓晖;熊建国
3.基于FPGA的出租车计价器设计与实现 [J], 俞露;黄为民
4.基于单片机的出租车计价器实验教学案例设计 [J], 金国华;滕君华
5.基于PLC的出租车计价器设计与实现 [J], 李丽;刘静;孙玉香;柳爱珍;吴延霞
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