基于CPLD的出租车计价器设计[优秀]_计程车计价器设计报告

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基于CPLD的出租车计价器设计

论文编号：2303 用户评价：

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摘 要

本文论述了一种基于CPLD的出租车计价系统的设计。该计价器通过数码管和按键可以显示时间、单价、起步价、里程数，并用扫描电路显示所走路程需要的费用。本论文主要工作是软件设计，它主要包括四个子模块：按键模块，控制模块，译码模块和显示模块。设计时采用VHDL硬件描述语言，通过软件Quartus II对本设计进行设计，下载到芯片EPM7128SLC84－l5中，从而实现计价器的计费功能。关键词：CPLD 出租车计价器 VHDL QuartusII

目 录 1 绪论.1 1.1 出租车计价器的发展概况.1 1.2 出租车行业的管理现状.1 2 出租车计价器系统硬件结构.2 2.1 硬件系统概述.2 2.1.1 EDA概述.2 2.1.2 CPLD器件MAX7000系列.2 2.1.3 霍尔传感器.3 2.2 VHDL硬件描述语言.4 2.2.1 VHDL概述.4 2.2.2 VHDL语言基础知识.4 3 软件编程环境.5 3.1 QuartusII软件的特点.6 3.2 QuartusII软件的集成工具.6 3.3 设计输入.7 3.4 综合.7 3.5 布局布线.8 3.6 仿真.8 3.7 编程与配置.8 4 出租车计价器的软件设计过程.9 4.1 出租车计费器工作原理.9 4.2 基本的设计思想.9 4.2.1 控制模块.9 4.2.2 译码显示模块.12 4.3 设计的整个过程.15 4.4 各个模块的仿真结果.22 4.4.1 控制模块仿真结果.22 4.4.2 译码显示模块仿真结果.23 5 出租车计价器存在的问题和改进工作.25 5.1 出租车计价器存在的问题.25 5.2 改进方法.25 结束语.25 参考文献.27 英文摘要.28 附录一 出租车计价器软件设计的流程图.29 附录二 软件设计的源代码.30 致谢.37 仲恺农业工程学院毕业设计成绩评定表..38绪论

1.1 出租车计价器的发展概况

出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着我国国民经济的高速发展，出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分[1]。多年来国内普遍使用的计价器只具备单一的计量功能。目前全世界的计价器中有90%为台湾所生产。现今我国生产计价器的企业有上百家，主要是集中在北京，上海，沈阳和广州等地。

我国第一家生产计价器的是重庆市起重机厂，最早的计价器全部采用机械齿轮构，只能完成简单的计程功能，可以说，早期的计价器就是个里程表。随着科学技术的发展，产生了第二代计价器。它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式，实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还可完成计价的工作。大规模集成电路的发展又产生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。它的功能也在不断完善。出租汽车计价器是一种专用的计量仪器，它安装在出租汽车上，能连续累加，并指示出行程中任一时刻乘客应付费用的总数，其金额值是计程和计时时间的函数[2]。出租车计价器在最初使用时具备的主要功能是根据行驶里程计价，要求精度高，可靠性好。随着电子技术的发展以及对计价器的不断改进和完善，便产生了诸多的附加功能。例如：(1)LED显示功能，数码管的使用让计价器实现多屏显示的功能，可同时显示各项营运数据，使乘客一目了然；(2)永久时钟功能，在非营运状态下，日历时钟芯片的使用使计价器可以显示永久时钟；(3)存储功能，可存储多项营运数据，便于查询。新型数据存储器的应用使得计价器的营运数据在掉电情况下还可以保存10年。1.2 出租车行业的管理现状

随着我国国民经济的高速发展，出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分。近几年来，出租车汽车行业在各地蓬勃发展，出租车经营也从无序状态逐渐走入正轨。出租车计价器成为出租车运营中必配的、可靠的计量器具，其使用准确性直接关系到经营者与乘客的经济利益。但在实际运营中，总有不少经营者或乘客反映相同路径，不同的出租车的收费有较大的出入[3]。本课题采用CPLD芯片为核心，用较少的硬件和适当的软件相互配合主要解决以下问题：

(1)不同地区的计费方式存在差异；即使同一地区，不同车型的出租车，其计费方式也有差别；另一方面，出租车还面临几年一次的调价或调整计费方式等问题。因此，所设计的计费器不仅要能满足不同地区的要求，而且计费方式的调整也应当很方便。

(2)由于个别地区对计费器有特殊要求，有时必须修改软件；另外，计费器还面临软件的升级；因而，所设计的计费器应能很方便地重新编程。

(3)计费器必须要有防作弊功能，能有效防止司机作弊；同时要防止计费器在营运过程中死机[4]。本课题实现上述设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能，具有一定的应用价值。由于科技的发展，芯片中的数据可保持十年不变，且芯片体积小，容量大，因此这种方式是可行的，具有十分重要的现实意义和广阔的市场前景。