论文题目：基于FPGA的出租车计价器的设计
专业：微电子科学与工程
摘要
出租车计价器是乘客与司机双方的交易准则。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。现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器，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，所以计价器的普及也是毫无疑问的。
本论文阐述了EDA的发展及其优势、FPGA的发展趋势及结构特点和VHDL语言的优点及语法结构，并分析了出租车计价器各模块的功能要求、基本原理以及实现方法。本论文的设计采用VHDL硬件描述语言进行编程，基于Quartus II软件平台进行编译和仿真。论文介绍了采用FPGA芯片设计出租车计价器的方法，阐述了该计价器的主要组成单元：车轮大小选择模块、计程模块、计时模块及计费模块、数据分配模块、分频模块、译码模块的设计方法，同时给出了详细的仿真波形，实现了出租车基本计费功能，还能模拟汽车启动，停止，暂停等状态，同时提高了计费系统的可靠性、通用性。本设计在FPGA试验箱上运行良好，实现了计费器的各项功能。
关键字FPGA，VHDL，Quartus II，出租车计价器
Subject: The design of the taxi meter based on FPGA Specialty: Microeletronics Science and Engineering
Name:Dan Shen (Signature) ___________
Instructor: Gaili Yue (Signature) ___________
ABSTRACT
Taxi meter is the rule of passenger and driver. Have a good performance of the meter for our taxi driver or passenger is very necessary. Now the automatic taxi meter has popularized, and some small city has not been popular, but with the quickening of city construction, the symbol of the city will accelerate development of the taxi industry.
This article elaborates the concept and development of EDA , the development trend and structure of the FPGA, andexplains the advantages and grammar structure of VHDL ,meanwhile, analysed the function request, the basic principle as well as the method ofaccomplishment of each parts. This system's design programmes in the VHDL, compiled and emulated basing on Quartus II platform of Altera consists of four modules, that is speed, mileage, timing and billing module. This paper introduce one method that can use a chip of FPGA to design taxi meter, which consists of four modules, that is speed, mileage, timing and billing module, and then,
describe the design of each module and give out the simulation. This taxi meter can be self-charging according to mileage, which also can simulate the state of speed,such as start, stop, and pause, at the same time, its reliability and commonality also can be improved. This design FPGA test box on running well, realize the different functions of the message accounting device.
KEY WORDS FPGA , VHDL , Quartus II ,The taxi meter
目录
第1章绪论 .............................................................
1.1课题研究背景及目的.................................................
1.2课题研究现状.......................................................
1.3课题研究方法.......................................................第2章设计相关工具介绍..................................................
2.1EDA介绍 ...........................................................
2.1.1 EDA的发展......................................................
2.1.2 EDA的优势......................................................
2.2FPGA介绍 ..........................................................
2.2.1 FPGA的发展趋势.................................................
2.2.2 FPGA结构及其特点...............................................
2.3VHDL介绍 ..........................................................
2.3.1 VHDL简介.......................................................
2.3.2 VHDL代码结构...................................................
2.3.3 VHDL语言设计硬件电路的优点.....................................
2.4Q UARTUS II ..........................................................
2.4.1 QuartusⅡ简介..................................................
2.4.2 QuartusⅡ设计流程..............................................
2.5实验箱简述.........................................................第3章系统的设计........................................................
3.1总体设计...........................................................
3.1.1 出租车计价器的设计要求.........................................
3.1.2 总体框架设计...................................................
3.1.3流程图 .........................................................
3.2主要模块设计 .......................................................
3.2.1 出租车总体模块设计.............................................
3.2.2 车轮大小选择模块设计...........................................
3.2.3 计程模块设计...................................................
3.2.4 计时模块设计...................................................
3.2.5 计费模块设计...................................................
3.2.6 数据分配模块设计...............................................
3.2.7 译码模块设计...................................................
3.2.8 分频模块设计...................................................第4章仿真及调试结果....................................................
4.1仿真结果...........................................................
4.1.1 出租车总体模块仿真波形.........................................
4.1.2 车轮大小选择模块仿真波形 .......................................
4.1.3 计程模块仿真波形...............................................
4.1.4 计时模块仿真波形...............................................
4.1.5 计费模块仿真波形...............................................
4.1.6 数据分配模块仿真波形...........................................
4.1.7 译码模块仿真波形...............................................
4.1.8 分频模块仿真波形...............................................
4.2管脚分配及说明.....................................................
4.3调试结果及分析.....................................................第5章总结 .............................................................
致谢 ...................................................................参考文献 ................................................................附录 ...................................................................源代码.................................................................
第1章绪论
1.1 课题研究背景及目的
出租车计价器是乘客与司机之间用于公平贸易的工具，同时它也是出租车行业发展的重要标志。所以具有良好性能的出租车计价器无论是对司机还是乘客来说都是很重要的。因此，设计出租车计价器是很有价值的。
在70年代开始时我国出现了第一辆出租车，但是那时的出租车计价器几乎都是进口的，不但不够准确，而且价格还十分贵。随着经济的快速发展，出租车行业的发展趋势已十分突出，直接导致国内各机械厂纷纷研发计价器。同时经济的发展也意味着城市旅游业的迅猛发展，使得出租车已经成为看一个城市的窗口，也是象征这个城市的文明程度。现在各大中城市的出租车计价器已经普及，部分小城市虽尚未普及，但随着城市建设的日益加快，实现计价器的全面普及是毫无疑问的，所以未来出租车计价器的市场是难以想象的。
现在我国普遍使用的出租车计价器主要是利用单片机来实现计价功能。出租车计价器的功能由刚开始时只能显示路程，而价钱却需要司机自己通过路程来计算，计算后进行四舍五入得到，到现在能实现显示总价并且语音提示和打印发票。但是近年来，由于国际油价的大幅度变动，所以出租车的价格也随着油价的变动而进行调整，但由于计价器是采用单片机来实现的，而单片机程序并是不通用的，且不同的芯片有不同的指令集，因此价格的改动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，所以很难达到目前油价变动的需求。并且出租车计价器采用硬件模块化设计，分别为：主控模块，电源模块和按键显示模块。所以其硬件电路很复杂，并且由于分立元器件太多，造成电源功耗大，使得芯片不
易散热，影响计价器的使用寿命。而基于FPGA的出租车计价器不仅可以解决由单片机设计引起的诸多问题，而且现场可编程门阵列FPGA具有开发简单，静态可重复编程和动态系统编程等优点。随着微电子技术的迅猛发展，使得FPGA在电子电路设计中可以实现速度更快、集成度更高的显著优势，即可实现的功能也越来越多。所以基于FPGA的出租车计价器已成为未来计价方式的首选。
所以这次的毕业设计在实现计价功能的同时，考虑到现在出租车行业的发展趋势以及对计价器灵活性的高要求，希望利用现场可编程门阵列FPGA来解决现在出租车计价器存在的问题。
1.利用FPGA代替MCU
现场可编程门阵列FPGA的出现，解决了传统电子设计不能完成的任务。基于FPGA的出租车计价器电路简单，可采用软件进行编译与仿真，同时可设计相对复杂的功能，而且已经编好的程序在不同的FPGA芯片上是通用的。还可以利用FPGA实现任何数字器件的功能，基于FPGA的数字电路，可以缩短设计周期，减少PCB面积，提高系统的可靠性。又因为FPGA 的功能只取决于利用VHDL语言或Verilog-HDL语言编写的程序，而不受具体芯片的特殊控制，所以基于FPGA的出租车计价器具有更好的更新换代能力。
2．计价标准设定
增加该模块，主要考虑在不改变硬件电路的前提下，可以使计价标准设计显得更加灵活，即根据各地区的需求可以在VHDL程序中设置参数，就可以适应各地区出租车不同计价标准的需要，还可实现根据各地区的需求增加其他所需功能。同时还体现目前出租车行业的发展，使因油价变动而方便改变运价成为可能。
3．等待时间计价
该模块的增加是为了响应了出租车行业的发展需求，使出租车计价更加合理，让乘客与出租车司机之间的一个平衡点更容易达到。
1.2 课题研究现状
对于出租车计价器，目前市面上已经出现了许多采用不同方式的设计，譬如有可编程的门器件FPGA，单片机以及ARM等，但其中以单片机为主流。下来就以单片机为例讲述一下现在市面上的出租车计价器存在的弊端。采用单片机实现的出租车计价器因为而单片机程序不是通用的，且不同的芯片有不同的指令集，因此价格的改动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并且所需时间长，所以很难达到目前油价高频率变动的需求。而且采用了硬件模块化设计，分别为：主控模块，电源模块和按键显示模块。所以其硬件电路很复杂，并且由于分立元器件太多，造成电源功耗大，使得芯片不易散热，影响计价器的使用寿命。
在我的这次设计中就利用FPGA来设计出租车计价器，因为基于FPGA 的出租车计价器可以解决由单片机设计引起的诸多问题。与利用单片机设计的出租车计价器相比，采用FPGA设计的出租车计费功能在很大程度上凸显了EDA的优势。因为利用EDA，不仅可以实现在线仿真和测试，还可以将所有的设计都集中在统一的文件中，即根据系统需求，设计所需要的各个模块，最后对各个模块进行系统综合，从而得到我们所需的整个系统设计。
1.3 课题研究方法
根据系统的总体功能，采用分层次、分模块、自顶向下的设计方式，首先实现系统框图中的各个子模块，然后由顶层模块调用各子模块实现整个系统。编程完成后就利用QuartusⅡ软件进行各模块的仿真，实现后，
分别创建原件符号，新建一个电路图，在图中添加各模块原件符号并进行端口定义和功能划分，通过合理连接和协调各相关的各个不同端口，得到整个电路系统。然后连接电路，检查电路是否连接正确，最后将程序下载到实验装置中，进行引脚分配及编译，检验电路是否能实现所设计的功能和要求。
本次设计硬件部分采用EP2C5Q208芯片作为主控芯片，8个共阴极数码管，以及6个拨码开关，软件部分的仿真在QuartusⅡ7.2环境中进行。首先，对系统时钟分频以得到各个模块所需的时钟频率，并将所得到的频率送至主控芯片，同时对等待时间脉冲数，里程脉冲数，计费方式信号，复位信号和等待时间信号等信息经过控制器的处理，得到总价钱和路程，并最终将所行驶的路程和所需支付的金额通过LED 8段数码管显示出来。
第2章设计相关工具介绍
2.1 EDA介绍
2.1.1 EDA的发展
随着科学技术的飞速发展，电子设计的规模越来越大，复杂度也越来越高，集成电路的制作工艺达到90nm甚至更小的尺寸。以计算机为工作平台，融合了电子技术和智能化技术的EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)工具已经在高速，复杂的数字系统设计中得到了广泛的应运。
EDA是指利用计算机完成电子系统的设计。EDA技术是以计算机和微电子技术为先导，汇集了计算机图形学，拓扑学，逻辑学，微电子工艺与结构学和计算数学等多种计算机应运学科最新成果先进技术。
EDA技术以计算机为工具，代替人完成数字系统的逻辑综合，布局布
线和设计仿真等工作。设计人员只需要完成对系统功能的描述，就可以由计算机软件进行处理，得到设计结果，而且修改设计如同修改软件一样方便，可极大地提高设计效率。
从20世纪60年代中期开始，人们就不断开发各种计算机辅助设计工具来帮助设计人员进行电子系统的设计。电路理论和半导体工艺水平的提高，对EDA技术的发展起了巨大的推动作用，使EDA作用范围从PCB版设计延伸到电子线路和集成电路设计，甚至整个系统的设计，也使IC芯片系统应用，电路制作和整个电子系统生产过程都集成在一个环境之中。根据电子设计技术的发展特诊，EDA技术发展可大体分为三个阶段。
CAD阶段：CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）阶段是从20世纪60年代中期到20世纪80年代初期，该阶段的特点是一些单独的工具软件，主要有PCB（Printed Circuit Board）布线设计，电路模拟，逻辑模拟及版图的绘制等，通过计算机的使用，从而将设计人员从大量繁锁重复的计算和绘图工作中解脱出来。
CAE阶段：CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）阶段是从20世纪80年代初期到20世纪90年代初期，这个阶段在集成电路与电子设计方法学以及设计工具集成化方面取得了许多成果。各种设计工具，如原理图输入，编译与连接，逻辑模拟，测试码生成，版图自动布局以及各种单元库已齐全。这个阶段主要采用基于单元库的半定制的设计方法，采用门阵列和标准单元设计的各种ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）得到了极大的发展，将集成电路工业推入ASIC时代。
EDA阶段：20世纪90年代以来，电子设计技术发展到EDA阶段。此阶段主要出现了高级语言描述，系统仿真和综合技术为特诊的第三代EDA 技术，不仅极大地提高了系统的设计效率，而且使设计人员摆脱了大量的
辅助性及基础性工作，将精力集中于创造性的方案与概念的构思上。
2.1.2 EDA的优势
电子产品的设计生产，从选题大，方案论证，性能指标确定，装修电路，修改，定型参数直到批量生产，是一个复杂而又费时的过程。
传统的电路装配，调试过程，一般均采用专门的焊接板，通过手工连线装配，检查无误后，进行电路测量，最后评估电路性能。若性能与设计值不符时，需调换参数并重新调试测量，直至电路符合设计要求为止，但是，当电路非常复杂时，采用焊接板组装电路时所产生的连接错误，器件损坏等人为错误，常会造成人力，财力，时间的浪费及错误的性能评估。尤其是集成电路的设计，器件在焊接班上就无法组成向集成电路内部那样机密复杂的电子电路，装配版上的寄生参数与集成环境中的完全不同。因此，在装配班测试的特性将无法准确的描述集成电路的真实特性。所以，电子电路的传统设计发法已经不适应当前电子技术发展的要求，这就要借助计算机完成电子电路的辅助设计，即电子电路EDA技术。
EDA包括电子工程设计的全过程，如系统结构模拟，电路特性分析，绘电路图和制作PCB等。EDA还可进行电路仿真，就是把电子器件或电路模块以数学模型表示，并配合数值分析的方法，实现电路的功能模拟及特性分析。如果采用的电路模型足够精确，则模拟结果将真实的反映电路特性，甚至可以方便地实现电路结构及性能的优化设计，并提供相当完整而详细的数据库资料。较之传统的电路设计方法，EDA的优点是显而易见的。
2.2 FPGA介绍
现场可编程门阵列FPGA器件是Xilinx公司于1985年首家推出的，它是一种新型的高密度PLD，采用CMOS-SRAM工艺制作。
FPGA是一种基于查找表（LUT, Look Up Table）的可编程逻辑器件，主要由逻辑单元（LE,Logic Element）构成的可配置逻辑块，可编程I/O 和可编程内部互联模块组成。用户也可以根据需要对它进行编程，使之生成特定的电路结构，完成一定的功能。FPGA内部阵列块之间采用分段式进行互连，因此结构比较灵活，但是延时不可预测。
2.2.1 FPGA的发展趋势
FPGA器件在过去的几十年里已经取得了巨大成就，在功能、成本、功耗、容量和编程能力方面的性能不断提高，在未来的发展中，将呈现以下几个方面的趋势。
1.向大规模、高集成度方向进一步发展
由于微电子制作工艺的超高速发展，FPGA在性能、容量方面取得的进步非常显著，有人认为：目前多数系统的瓶颈是处理器、音频及数据的系统引起的I/O带宽问题。I/O带宽的关键在于收发器性能，这正是FPGA优于其他解决方案之处，Altera的Strative IV GT产品中提供了可达11.3Gb/s的高性能收发器，并将40nm工艺、高密度与高性能收发器完美结合，从而使FPGA能更完善地用于视频、音频、图像处理领域。
2.向低电压、低功耗的方向发展
目前，电子设计的一个显著趋势是功耗特性变得日益重要，功耗已经成为电子系统开发中的最重要考虑因素之一，并影响着最终产品的体积、重量和效率。FPGA器件的内核电压呈不断降低的趋势，经历了5V-3.3V-2.5V-1.8V-1.2V的演变，未来将会更低。工作电压的降低使得芯片的功耗也显著减少，这样使FPGA器件可适用于便携、低功耗应用场合，如移动通信设备、个人数字助理等。
3.向高速可预测延时的方向发展
时间特性也是FPGA器件的一个重要标志。由于在一些高速处理系统中，为了保证系统的稳定性，FPGA器件的延时可预测性变得十分重要。用户在进行系统重构的同时，担心的是延时特性会不会因重新布线而改变，是否将导致系统性能的不稳定性，因此，为了适合未来复杂高速电子系统的要求，FPGA的高速可预测延时也是一个发展趋势。
4.在FPGA器件内嵌入更多功能模块
现在，FPGA器件中已经广泛嵌入RAM/ROM等存储模块，嵌入了DSP模块、硬件乘法器等，可实现快速的乘法累加操作，比DSP芯片快很多倍。将来的FPGA器件还将嵌入更多功能模块，实现更多复杂运算，
5.向模数混合可编程方向发
迄今为止，FPGA的开发和应用的大部分工作都集中在数字逻辑上，模拟电路及数模混合电路的可编程技术在未来将得到进一步发展。
2.2.2 FPGA结构及其特点
FPGA结构一般分为三部分，可编程逻辑块，可编程I/O模块和可编程内部连线。
FPGA的发展非常迅速，形成了各种不同的结构。按逻辑功能模块的大小分类，FPGA可以分为细粒度FPGA和粗粒度FPGA。细粒度FPGA的逻辑功能块比较小，资源可以充分利用，但是随着设计密度的增加，信号不得不通过许多开关，路由延迟也快速增加，从而削弱了整体性能，导致速度降低；粗粒度FPGA的逻辑功能块规模大，功能强，可以用较少的功能块和内部连线就能完成较复杂的逻辑功能，易于获得较好的性能，但其缺点是资源不能充分利用。从逻辑功能的结构上分类，可分为查找表结构、多路开关结构和多级与非门结构。根据FPGA内部连线的结构不同，可分为分段互联型FPGA和连续互连性、型FPGA两种。分段互连型FPGA中具有
多种不同长度的金属线，各金属线段之间通过开关矩阵或反熔丝编程链接，走线灵活方便，但走线延时无法预测；连续互连型FPGA是利用相同长度的金属线，连接与距离远近无关，布局走线是固定的和可预测的。根据编程方式，FPGA可分为一次编程型和可重复编程型两类。一次编程型采用反熔丝开关元件，具有体积小、集成密度高、互连线特性阻抗低、寄生电容小和高速度的特点，此外还具有加密位、防拷贝、抗辐射、抗干扰、不需外接PROM或EPROM的特点，但只能一次编程。可重复编程型FPGA采用SRAM 开关元件或快闪EPROM控制的开关元件，配置数据存储在SRAM或快闪EPROM中。SRAM型FPGA的突出优点是可反复编程，系统上电时，给FPGA 加载不同的配置数据就可以完成不同的硬件功能，甚至在系统运行中改变配置，实现系统功能的动态重构。快闪EPROM型FPGA具有非易失性和可重复编程的双重优点，但不能动态重构，功耗也较SRAM型高。
2.3 VHDL介绍
2.3.1 VHDL简介
VHDL是一种硬件描述语言，它可以对电子电路系统和系统的行为进行描述。基于这种描述，结合相关的软件工具，可以得到所期望的实际电路系统。
VHDL是VHSIC Hardwar Description Language（VHSIC硬件描述语言）。VHSIC是Very High Speed Integrated Circuit HDL（超高速集成电路硬件描述语言）的缩写，是在ADA语言基础上发展起来的硬件描述语言。是20世纪80年代在美国国防部资助下始创的，并最终导致了VHDL语言的出现。它的第一个规范版本为VHDL 87，VHDL 93是其后续的升级版本。
使用VHDL语言描述的电路，可以进行综合与仿真。然而，值得注意的是，尽管所有VHDL代码都是可仿真的，但并不是所有代码都是可综合
的。VHDL语言被广泛使用的基本原因在于它是一种标准语言，是与工具和工艺无关的，从而可以方便的进行移植和重用。VHDL语言的两个最直接的应用领域是可编程逻辑器件和专用集成的电路，其中可编程逻辑器件包括复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列。一段VHDL代码编写完成后，用户可以使用可编程逻辑器件来实现整个电路。
VHDL语言与常规的顺序执行的计算机程序不同，VHDL从根本上将是并发执行的。因此，我们通常称之为代码，而不是程序。在VHDL中，只有在进程（PROCESS），函数(FUNCTION)和过程(PROCEDURE)内部的语句才是顺序执行的。
2.3.2 VHDL代码结构
1．代码基本单元
一段独立的VHDL代码至少包含3个组成部分：
库（LIBRARY）声明：列出了当前设计中需要用到的所有库文件，如ieee,std和work等。
实体(ENTITY)：定义了电路的输入/输出引脚。
构造体(ARCHITECTURE)：所包含的代码描述了电路要实现的功能。
2.代码语法结构
库声明：使用一个库之前，需要首先对库进行声明。经过声明之后，在设计中就可以调用库中的代码了。库的声明方式如下：
LIBRARY libray_name;
USE libray_name.package_name.package_parts;
其中LIBRARY和USE是VHDL保留的关键字。
实体：是用来描述电路的所有输入/输出引脚，其语法结构如下：
ENTITY entity_name IS
POQT (
Pore_name:signal_model signal_type;
Pore_name:signal_model signal_type;
…);
END entity_name;
端口的信号模式是以下4中之一：IN,OUT,INOUT,BUFFER。ENTITY名称的选取没有严格的规定，但须注意不要与VHDL保留的关键字发生冲突。
构造体：构造体中的代码用来描述电路行为和实现的功能，其语法结构如下：
ARCHITECTURE architecture_name OF entity_name IS
[declarations]
BEGIN
(code)
END architecture_name;
从语法结构中可以看到，一个ARCHITECTURE包含两部分：声明部分（可选），用于对信号和常量等进行声明；代码部分（BEGIN和END之间的部分），用来描述电路的行为或工功能。与ENTITY一样，可以采用除VHDL 关键字以外的任何名称为ARCHITECTURE命名，并且允许和ENTITY具有相同的名称。
2.3.3 VHDL语言设计硬件电路的优点
1.VHDL支持结构化和自顶向下的设计方法，这样非常便与设计的模块化。设计者从系统整体要求出发，自上而下将系统内容细化，最后将模块组合成完整的整体设计。
2.VHDL具有多层次描述和仿真系统硬件功能的能力，可以从系统到门
级电路不同层次对数字进行建模和描述，不同的描述还可以混合使用，大大简化了硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性，缩短了产品开发周期。
3.VHDL是一种工业语言，设计者，EDA开发工具的供应商和IC芯片生产商都要遵循这一标准，因此它具有设计和开发环境，具有电路实现工艺以及采用的实现芯片无关的特点，设计成果便于移植，交流和二次开发。另外由于其语法严格，是强类型语言，因此涉及安全性好，也便于阅读。
4.VHDL即支持传输延时也支持惯性延迟，不仅可以很好地描述系统和电路的逻辑功能，也可以真实地反映系统和电路的时间特性。
5.VHDL可以支持各种不同类型的数字电路和系统的设计。既支持同步电路也支持异步电路；既支持TTL电路，也支持CMOS电路；即可以采用CPLD芯片实现，也可以采用FPGA芯片实现。
2.4 Quartus II
2.4.1 QuartusⅡ简介
QuartusⅡ是Altera公司在21世纪初推出的可编程逻辑器件的集成开发软件，这个软件是该公司前一代可编程逻辑器件集成开发软件MAX+PLUSⅡ的更新换代产品。QuartusⅡ集成开发软件支持可编程逻辑器件开发的整个过程，它提供一种与器件结构五官的设计环境。软件界面友好，使设计者能够方便的进行设计输入、设计处理和器件编程。
QuartusⅡ集成开发软件不仅支持利用硬件描述语言通过文本编辑的方法完成电路设计，而且该软件也提供类似传统电子设计中绘制电路图的输入方式。当使用原理图输入方式时，设计者可以很方便地使用开发软件提供的各种元件来提高设计及速度和设计质量。
2.4.2 QuartusⅡ设计流程
QuartusⅡ集成开发软件的核心是模块化的编译器。编译器包括的功能模块有分析/综合器、适配器、装配器、时序分析器、设计辅助模块和EDA网表文件生成器。
利用QuartusⅡ集成开发软件进行可编程逻辑器件开发的全部过程包括以下步骤：设计输入、综合、布局布线、验证和仿真，以及可编程逻辑器件的编程和配置。QuartusⅡ集成开发软件的功能模块与可编程逻辑器件开发过程之间的关系如图2-2所示。
设计输入是将设计者所需要的电路构思已开发软件要求的形式表达出来。QuartusⅡ软件支持模块/原理图输入方式、文本输入方式、Core输入方式和第三方EDA工具输入方式等。QuartusⅡ软件同时允许用户在需要对器件的编译或变成进行必要的条件约束的环境下，使用分配编辑器设定初始设计的约束条件。
综合是将HDL语言、原理图等设计输入依据给定的硬件结构组件和约束控制条件进行编译、优化、转换和综合，生成门级电路，或更底层电路的描述网表文件，以供适配器实现。
适配也称为布局布线，这个步骤利用适配器将逻辑综合生成的网表文件映射到某一具体的器件。该过程包括将设计的逻辑和时序要求与器件的可用资源相匹配；将每个逻辑功能分配到最好的逻辑单元位置，进行布局和时序分析；选择相应的互联路径和引脚分配。适配完成后，生成可用于时序仿真的仿真文件和可用于编程的编程文件。
仿真包括功能仿真和时序仿真。功能仿真实在不考虑期间延时的理想情况下仿真设计项目，以验证其逻辑功能的正确性，功能仿真又称前仿真。时序仿真是在考虑具体适配器的各种延时的情况下仿真设计项目，它是接近真实器件运行特性的仿真，时序仿真又称后仿真。
器件编程与配置是指设计输入编译成功后，设计者试用器件编译器将编程文件下载到实际器件的过程。
QuartusⅡ集成开发软件允许用户在开发过程中使用QuartusⅡ图形用户界面、EDA工具界面和命令执行界面。用户可以在整个开发过程中使用这些界面中的任意一个，也可以在开发过程中的不同步骤中使用不同的界面。
上述任何一步出错，均需要回到设计输入阶段纠正错误，并重新按设计流程进行设计。
2.5 实验箱简述
本设计采用的实验箱为LTE_EDA_02F型EDA/SOC实验开发系统，选用的芯片为EP2C5Q208C8。关于FPGA/CPLD器件的配置：
当在QuartusⅡ中完成设计后，就应当将所设计的电路下载到CPLD芯片中，结合用户系统进行统一的调试。针对CPLD器件不同的内部结构，Altera公司提供了不同的器件配置方式。Altera可编程逻辑器件的配置可通过编程器、JATG接口在线编程及Altera在线配置三种方式进行。
Altera器件编程的连接硬件包括ByteBlaster并口下载电缆，ByteBlasterMV并口下载电缆，MasterBlaster串行/USB 通信电缆，BitBlaster串口下载电缆。Altera公司提供的EPC1、EPC2、EPC16和EPC144等PROM配置芯片。本设计采用的是ByteBlaster并口下载电缆。ByteBlaster并口下载电缆提供两种下载模式：
1.标准串行模式(AS模式)——用来产品定型后，完成对FPGA代码的固化，在下次上电后，能够自动对FPGA进行配置，使产品独立工作；
2.JTAG模式——具有工业标准的JTAG边界扫描测试电路(符合IEEE 1149.1：1990标准)，用来调试FPGA或NiosⅡCPU，多在产品开发初期使
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Design of temperature measurement based on FPGA Abstract Tenperture is one of the most basic environmental parameters, and it industry, agriculture, national defense,medical and other fields, temperature measurement and control was widely used.The temperature measuring instrument is a kind of common testing instrument. In this paper,first we introduces the work principle of DS18B20,and the characteristics of data interface of digital temperature sensor DS18B20, demonstrated Language）programming language,accomplished the function of temperature measurement. Given the .The device . Key Words: FPGA;DS18B20;Temperature measurement;Verilog HDL language 目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1绪论 (1) 1.1题目背景意义 (1) 1.2工作内容 (2)
目录 摘要 ............................................................. I 1 前言 (1) 2 交通红绿灯控制电路的发展与技术现状 (2) 2.1 交通控制系统以及交通红绿灯控制电路的发展现状 (2) 2.2 智能交通红绿灯控制电路技术的现状 (3) 3 VHDL、FPGA、Quartus ii简介 (5) 3.1 VHDL简介 (5) 3.1.1 VHDL简介 (5) 3.1.2 VHDL语言的特点 (6) 3.2 FPGA简介 (8) 3.2.1 PLD器件的设计特点 (8) 3.2.2 FPGA的基本结构 (10) 3.2.3 采用FPGA设计逻辑电路的优点 (11) 3.3 Quartus II 的简介 (12) 4 具体方案论证与设计 (13) 4.1 具体方案论证 (13) 4.2系统算法设计 (15) 4.3 具体电路原理图 (16) 4.4 电路仿真图 (16) 5 实验结果 (17) 总结 (18) 参考文献 ......................................... 错误！未定义书签。附录： .. (19)
基于FPGA的十字路口交通信号灯 摘要 本文主要介绍十字路口交通灯控制器的设计。首先，介绍交通控制系统以及交通红绿灯控制电路的发展现状；然后采用硬件描述语言进行的交通灯控制器设计。重点介绍了控制系统各部分的设计，以及各个模块之间的同步处理。为了克服交通信号灯控制系统传统设计方法的弊端,更加适应城镇交通现状,利用VHDL语言、采用层次化混合输入方式,设计了具有3种信号灯和倒计时显示器的交通信号灯控制系统,在 QuartusⅡ下进行仿真,并下载到FPGA中制作成实际的硬件电路进行了模拟运行.使用该方法设计的交通灯控制系统电路简单、运行可靠、易于实现,可实现对交通信号的控制和显示功能。 关键词 FPGA;QUARTUS ii;HDPLD；十字路口交通灯控制器; Based on FPGA intersection traffic lights Abstract This paper describes the design of intersection traffic signal controller.First, the introduction of traffic control systems and traffic light control circuit of the development status; then using language designed for the traffic light controller.Focus on various parts of the control system
昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2012 —2013 学年第 2 学期） 课程名称：可编程逻辑器件设计开课实验室：信自楼 2013 年4月 11日
一、引言 汽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。 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，以及现在的能够打一发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。随着城市旅游业的发展，出租车行业已成为城市的窗口，象征着一个城市的文明程度。 随着出租车行业的发展，出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是很必要的。我们设计采用8086为主控器，以A44E霍尔传感器测距，实现对出租车的多功能的计价设计，输出采用8段数码显示管。 二、总体设计方案 利用8253作为定时/计数器，控制电机转速并测量电机的转数；8255作为输入输出接口，控制数码管显示启动后经过的里程数（小数点后取2位有效值）。 硬件连接说明： 直流电机控制器的基础上，增加了一个电机测速电路构成。 8255的B口作为数码管的笔划码驱动；C口的低4位作为段码控制，显示实际里程，同时，也用于输出键盘的列扫描码；PC6、PC7输入行扫描码，用于识别按键，程序中仅使用了PC6行上的四个按键，其定义如下： X1：启动/停止键；X2：加速键，与X3、X4键组合使用；X3：“+”键；X4：“-”键。 A口仅使用了PA0，输出PWM脉冲信号，通过驱动芯片驱动电机，其输出电压的高低与PWM脉冲的占空比成正比。 电机的转数，通过霍尔元件变换为脉冲个数，送入8253的通道2，计数后，将转数转换为里程数，最小单位为0.01公里，送CPU记录，结果由数码管显示出来。
单片机类 业设计 刷电子时钟的设计 刷全自动节水灌溉系统--硬件部 刷数 式温度计的设计 刷温度 控系统设计 刷基于单片机的语音提示测温系统的研究 刷简易无线电遥控系统 刷数 流 计 刷基于单片机的全自动洗衣机 刷水塔智能水 控 系统 刷温度箱模拟控 系统 刷超声波测距仪的设计 刷基于51单片机的L司号点阵显示屏系统的设计与实 16×16点阵显示屏 刷基于A切89分51单片机的数 电子时钟 刷基于单片机的步 电机的控 刷基于单片机的交流调 器设计 刷基于单片机的数 电压表的设计 刷单片机的数 钟设计 刷智能散热器控 器的设计 刷单片机打铃系统设计 刷基于单片机的交通信 灯控 电路设计 刷基于单片机的电话 程控 家用电器系统设计 刷基于单片机的安全 警器 刷基于单片机的 路抢答器设计 刷基于单片机的超声波测距系统的设计 刷基于MC分-51数 温度表的设计 刷电子体温计的设计 刷基于A切89C51的电话 程控 系统 刷基于A三R单片机幅度 调的号号分信 发生器 刷基于单片机的数控稳压电源的设计 刷基于单片机的室内一氧化碳 测及 警系统的研究 刷基于单片机的空调温度控 器设计 刷基于单片机的 编程多 能电子定时器 刷单片机的数 温度计设计 刷红外遥控密码锁的设计 刷基于61单片机的语音识别系统设计 刷家用 燃气体 警器的设计 刷基于数 温度计的多点温度检测系统 刷基于凌 单片机的语音实时采集系统设计 刷基于单片机的数 频率计的设计 刷基于单片机的数 电子钟设计 刷设施 境中温度测 电路设计 刷汽车倒车 撞 警器的设计 刷篮球赛计时记 器
刷基于单片机的家用智能总线式开关设计 刷设施 境中湿度检测电路设计 刷基于单片机的音乐合成器设计 刷设施 境中二氧化碳检测电路设计 刷基于单片机的水温控 系统设计 刷基于单片机的数 温度计的设计 刷基于单片机的火灾 警器 刷基于单片机的红外遥控开关设计 刷基于单片机的电子钟设计 刷基于单片机的红外遥控电子密码锁 刷大棚温湿度自动 控系统 刷基于单片机的电器遥控器的设计 刷单片机的语音 储与 放的研究 刷基于单片机的电 热炉温度控 系统设计 刷红外遥控电源开关 刷基于单片机的 频信 发生器设计 刷基于单片机的呼叫系统的设计 刷基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 刷基于单片机的密码锁设计 刷单片机步 电机转速控 器的设计 刷由A切89C51控 的太 能热水器 刷 盗与恒温系统的设计与 作 刷A切89分52单片机实验系统的开发与 用 刷基于单片机控 的数 气压计的设计与实 刷智能压力传感器系统设计 刷智能定时器 刷基于单片机的智能火灾 警系统 刷基于单片机的电子式转速 程表的设计 刷 交车汉 显示系统 刷单片机数 电压表的设计 刷精密三F转换器与MC分-51单片机的接口技术 刷基于单片机的居室安全 警系统设计 刷基于89C2051 IC卡读/写器的设计 刷PC机与单片机串行通信设计 刷球赛计时计 器设计 刷 系列PCL五层电 控 系统设计 刷自动起闭光控窗帘设计 刷单片机控 交通灯系统设计 刷基于单片机的电子密码锁 刷基于51单片机的多路温度采集控 系统 刷点阵电子显示屏-- 业设计 刷超声波测距仪-- 业设计 刷单片机对玩 小车的智能控 业设计论文 刷基于单片机控 的电机交流调速 业设计论文
fpga毕业设计开题报告 FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。以下是fpga毕业设计，欢迎阅读。 1选题目的意义和可行性 在这个时间就是金钱的年代里，数字电子钟已成为人们生活中的必需品。目前应用的数字钟不仅可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示，还能实现对电子钟所在地点的温度显示和智能闹钟功能，广泛应用于车站、医院、机场、码头、厕所等公共场所的时间显示。随着现场可编程门阵列( field program-mable gate array ，FPGA) 的出现，电子系统向集成化、大规模和高速度等方向发展的趋势更加明显，作为可编程的集成度较高的ASIC，可在芯片级实现任意数字逻辑电路，从而可以简化硬件电路，提高系统工作速度，缩短产品研发周期。故利用FPGA这一新的技术手段来研究电子钟有重要的现实意义。设计采用FPGA现场可编程技术，运用自顶向下的设计思想设计电子钟。避免了硬件电路的焊接与调试，而且由于FPGA的I /O 端口丰富，内部逻辑可随意更改，使得数字电子钟的实现较为方便。本课题使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件，完成实现一个可以计时的数字时钟。该系统具有显示时、分、秒，智能闹钟，按键实现校准时钟，整点报时等功能。满足人们得到精确时间以及时间提醒的需求，方便人们生活。 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题 2.1研究的基本内容 数字时钟是采用电子电路实现对时间进行数字显示的计时
装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度不断提高。 数字时钟系统的实现有很多，可以利用VerilogDHL语言在Quartus II里实现时、分、秒计数的功能。在芯片内部存储器设24个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。数字时钟首先是秒位（共8位）上按照系统时钟CLK进行计数，存储器内相应的秒值加1；若秒位的值达到60（110000），则将其清零，并将相应的分位（共8位）的值加1；若分值达到60（110000），则清零分位，并将时位（共8位）的值加1；若计数满24（100100）后整个系统从0开始重新进行计数。 本设计使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件为核心，通过编写程序，完成此电子时钟的主要功能显示时，分，秒，以及通过按键实现校准时钟主要功能，使用LED液晶屏显示，分别显示时，分，秒。并且能够实现附加功能----闹铃设置功能和整点报时。 2.2 拟要解决的问题 本设计电子钟系统功能简单，用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件为核心，通过编写程序，完成此电子时钟的主要功能。 本课题主要解决以下问题： (1) 学习VerilogDHL语言、运用Quartus II环境进行程序设计。 用VerilogDHL语言能进行综合的电路设计，也可用于电路的仿真；设计的 规模是任意的，语言不对设计规模施加任何限制；内置各种基本的逻辑门。便于改进和扩充，有利于本系统的研制，并使其性能更完备的。
软件学院 课程设计报告 课程 题目出租车计价器 班级集成13-4 专业集成电路设计与集成系统 学生学号 指导教师（填写自己班的指导教师） 年月日 1.课程设计目的 全面熟悉、掌握VHDL语言基本知识，掌握利用VHDL语言对常用的组合逻
辑电路和时序逻辑电路编程，把编程和实际结合起来，熟悉编制和调试程序的技巧，掌握分析结果的若干有效方法，进一步提高上机动手能力，培养使用设计综合电路的能力，养成提供文档资料的习惯和规范编程的思想。 2.课程设计题目描述和要求 2.1.课程设计题目描述 ①.实现计费功能，计费标准为：按行驶里程计费，起步价为7.0元，并在车行3km 后按2.2元/km 计费，当计费器达到或超过20元时，每公里加收50%的车费，车停止不计费。 ②.现场模拟功能：以开关或按键模拟公里计数，能模拟汽车起动、停止、暂停等状态。 ③.将车费和路程显示出来，各有一位小数。 2.2.总体设计思路框架 2.3.课程设计题目要求 ①.设计正确，方案合理。 ②.程序精炼，结构清晰。 ③.设计报告含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单及程序框图。 ④.上机演示。 ⑤.有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应的分析与结论。 3.设计思想和设计内容 3.1 出租车计费设计
该出租车计费器按下开关S1后开始计费和计里程数，起步价是7元，行驶3公里，以后2.2元/公里。并且设计选择模块，在车费超过20元每公里加收50%车费即3.3元/公里。 3.2 基本设计思想 出租车计费器根据设计要求可初步分为3方面——显示、记里程数、记费。之后再根据三方面分别设计模块。1.显示模块。一般计数器显示数字为1-F即16进制，而16进制不方便观看，所以在设计这一模块时我们将16进制改为10进制输出进而设计了译码模块。2、里程模块。设计要求对里程计数主要分为两个方面，计数以及公里数比较。即3公里之内收7元，3公里之后20元（通过计算为9公里）以内每公里2.2元，9公里以外为每公里3.3元。所以，我们将里程模块分为里程计数模块以为比较模块。3.计费模块。计费模块同里程比较模块所以将两个模块合二为一，为价格计算模块。 4.Verilog代码 4.1顶层模块 module taxi( clk,stop,rst_n, time1,time2,time3,time4, seg1,seg2,seg3,seg4 ); input clk; input stop; input rst_n; output [6:0]time1; output [6:0]time2; output [6:0]time3; output [6:0]time4;
出租车计价器课程设 计
大学 《单片机应用与仿真训练》设计报告 出 租 车 计 价 器 姓名： 学号： 3 姓名： 学号： 专业班级：自动化09-7班 指导老师： 所在学院：电气学院 2012年7月4 日 摘要
本设计基于AT89SC51单片机，采用霍尔传感器采集轮胎转数的信息，使用外部中断0将霍尔传感器采集的信息输入到单片机，实现对于出租车行驶里程的计算；对于中途等待以及红绿灯等待，使用定时器计时，并将时间转化为里程数以计费；输出设备采用数码管，本设计采用的是两个4位一体的共阴极数码管，输出里程数和费用；此外，本设计还设计了状态指示灯，用以指示计价器的工作状态和显示状态。 出租车计价器是出租车行业计费系统的核心，是出租车行业发展的重要标志，性能良好的计价器对于乘客和出租车行业都是必需的。 关键词：计价器、单片机、霍尔传感器
目录 1 概述 (4) 1.1 出租车计价器概述 (4) 1.2 单片机的概述 (4) 2 总体方案设计 (6) 2.1 设计任务要求 (6) 2.1.1 设计任务 (6) 2.1.2 设计要求 (6) 2.2 设计的主要功能 (6) 2.3 方案的选取 (7) 2.3.1 硬件设计方案 (7) 2.3.2 软件设计方案 (8) 3 硬件设计 (8) 3.1 AT89S52单片机及最小系统 (9) 3.2 测距单元 (11) 3.3 按键单元和状态显示单元 (14) 3.4 数码显示单元 (15) 4 软件设计 (17) 4.1 系统主程序 (17) 4.2 数据处理子程序 (18) 4.3 等待时间计时子程序 (19) 4.4 键盘扫描子程序 (20) 5 Proteus软件仿真 (21) 6课程设计过程中遇到的问题 (22) 7 课程设计体会 (23) 参考文献 (24) 附1、原程序代码 (25) 附2、系统原理图 (30)
武汉轻工大学 毕业设计外文参考文献译文本 2013届 原文出处：from Vin Skahill.VHDL for Programmable Logic page 76-88 毕业设计题目：基于FPGA的数字频率计设计 院（系）：电气与电子工程学院 专业名称：电子信息科学与技术 学生姓名： 学生学号： 指导教师：
Introduction of digital frequency meter Digital Frequency is an indispensable instrument of communications equipment, audio and video, and other areas of scientific research and production . In addition to the plastic part of the measured signal, and digital key for a part of the show, all the digital frequency using Verilog HDL designed and implemented achieve in an FPGA chip. The entire system is very lean, flexible and have a modification of the scene. 1 、And other precision measuring frequency Principle Frequency measurement methods can be divided into two kinds: (1) direct measurement method, that is, at a certain time measurement gate measured pulse signal number. (2) indirect measurements, such as the cycle frequency measurement, VF conversion law. Frequency Measurement indirect measurement method applies only to low-frequency signals. Based on the principles of traditional frequency measurement of the frequency of measurement accuracy will be measured with the decline in signal frequency decreases in the more practical limitations, such as the accuracy and frequency of measurement not only has high accuracy, but also in the whole frequency region to maintain constant test accuracy. The main method of measurement frequency measurement Preferences gated signal GATE issued by the MCU, GATE time width on the frequency measurement accuracy of less impact, in the larger context of choice, as long as the FPGA in 32 of 100 in the counter b M Signals are not overflow line, in accordance with the theoretical calculation GATE time can be greater than the width Tc 42.94 s, but due to the single-chip microcomputer data processing capacity constraints, the actual width of less time, generally in the range of between 0.1 s choice, that is, high-frequency, shorter gate;, low gate longer. This time gate width Tc based on the size of the measured frequency automatically adjust frequency measurement in order to achieve the automatic conversion range, and expanded the range of frequency measurement; realization of the entire scope of measurement accuracy, reduce the low-frequency measurement error. The design of the main methods of measuring the frequency measurement and control block diagram as shown in Figure 1. Figure 1 Preferences gated signal GA TE issued by the MCU, GA TE time width of less frequency measurement accuracy, in the larger context of choice, as long as the FPGA in 32 of 100 in the counter b M
毕业论文Array 基于FPGA的四层电梯控制系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
电子技术课程设计报告题目：出租车里程计价器设计 学生姓名： 学生学号： 年级： 专业： 班级： 指导教师： 机械与电气工程学院制 2016年11月
出租车计价器课程设计 机械与电气工程学院自动化 1设计的任务与要求 1.1课程设计任务 （1）能够实现计程功能 （2）实现计费功能，计费标准为:按行驶里程收费，起步费为6.0元，并在车行3公里后再按2.0 元/公里，最高计费为99.9元，车停止不计费，能将车费显示出来。 1.2初始参数和要求 (1)74LS160计数器的简介 74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器，共有54/74160 和54/74LS160 两种线路结构型式。 (2)74LS85比较器的简介 74LS85比较器是一个4位数值比较器，它是由高位开始比较，逐位进行。若最高位已比较出大小，则以后各位大小都对比较结果没有影响;如果最高位相等，则比较次高位;同理，次高位已比较出大小，则以后各位大小对结果没有影响。如果4位比较都相等，则再看级联信号输入。级联输入信号是由低位比较器的输出而来。 (3)74LS283加法器的简介 74LS加法器是4为超前进位加法器，能够实现两个数值信号的相加。 (4)初始要求 电路能够实现初始设定，起步费为6.0元，并在车行3公里后再按2.0 元/公里计算，车停止不计费，能将路程及车费显示出来。 2出租车里程计价器设计方案制定 2.1系统工作原理 本设计方案系统的总体工作原理如图1所示。按行驶里程收费，起步费为6.0元，并在车行3公里后再按2.0 元/公里，最高计费为99.9元，车停止不计费，将路程及车费显示出来。
电子电路CAD课程设计 课题名称出租车计价设计 所在院系 班级 学号 姓名 指导老师 时间
目录 第一章引言 (4) 第二章设计方案 (5) 2.1出租汽车里程计价表设计的要求及技术指标 2.2设计方案论证 第三章电路原理图的绘制 (7) 第四章电路板图的绘制 (8) 第五章课程设计总结 (12) 第六章电子元件清单 (13) 第七章总电路原理图 (14) 第八章参考文献 (16)
第一章引言 随着生活水平的提高，人们已经不再满足于衣食住的享受，出行的舒适已经受到越来越多人的关注。于是，出租车行业低价高质的服务给人们带来了出行的享受。但是总存在着买卖纠纷，困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这矛盾的最好的方法就是使用计价器，用规范的价格来为乘客提供更加方便快捷的服务。同时，出租车计价器是乘客与司机双方的交易准则，是出租车行业发展的重要标志，它关系着交易双方的利益。现在，城市建设日益加快，象征着城市面貌的出租车行业也将加快发展，计价器的普及是毫无疑问的，所以未来出租车行业计价器的市场是很有潜力的。本文是为了探索计价器的设计而制作的。随着计算机和信息技术的发展，EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术已经代替了传统手工设计和制作印刷电路板的方法，成为现代电子工程领域的一门新技术。EDA技术的发展和推广极大地推动了电子工业的发展，由此各类EDA工具软件也如雨后春笋般地蓬勃发展起来。原理图设计、PCB设计、电路仿真和PLD设计都是EDA设计技术中的重要组成部分，而Altium公司（原Protel Technology公司）推出的Protel DXP软件全面集成了EDA设计几大技术，而且它还包含了电路仿真印刷电路板的信号完整性分析、可编程逻辑器件FPGA数字电路设计和VHDL硬件描述语言的应用
盼盼电子设计网本网站承接电子类毕业设计论文一条龙服务！！！ 电子毕业设计：12 1.基于FPGA的PCI总线设计 2.基于FPGA的UART接口设计 3.基于单片机的数字电压表 4.单片机控制的全自动洗衣机毕业设计 电梯控制的设计与实现 6.恒温箱单片机控制 7.单片机脉搏测量仪 8.单片机控制步进电机毕业设计论文 9.函数信号发生器设计论文 变电所一次系统设计 11.报警门铃设计论文 单片机交通灯控制 13.单片机温度控制系统 通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析 15.仓库温湿度的监测系统 16.基于单片机的电子密码锁 17.单片机控制交通灯系统设计 18.基于DSP的IIR数字低通滤波器的设计与实现
19.智能抢答器设计 20.基于LabVIEW的PC机与单片机串口通信设计的IIR数字高通滤波器 22.单片机数字钟设计 23.自动起闭光控窗帘毕业设计论文 24.三容液位远程测控系统毕业论文 25.基于Matlab的PWM波形仿真与分析 26.集成功率放大电路的设计 27.波形发生器、频率计和数字电压表设计 28.水位遥测自控系统毕业论文 29.宽带视频放大电路的设计毕业设计 30.简易数字存储示波器设计毕业论文 31.球赛计时计分器毕业设计论文 数字滤波器的设计毕业论文 机与单片机串行通信毕业论文 34.基于CPLD的低频信号发生器设计毕业论文 35. 基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现序列在扩频通信中的应用 37.正弦信号发生器 38.红外报警器设计与实现 39.开关稳压电源设计 40.基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文
41.步进电动机竹竿舞健身娱乐器材 42.单片机控制步进电机毕业设计论文 43.单片机汽车倒车测距仪 44.基于单片机的自行车测速系统设计 45.水电站电气一次及发电机保护 46.基于单片机的数字显示温度系统毕业设计论文 47.语音电子门锁设计与实现 48.工厂总降压变电所设计-毕业论文 49.单片机无线抢答器设计 50.基于单片机控制直流电机调速系统毕业设计论文 51.单片机串行通信发射部分毕业设计论文 52.基于VHDL语言PLD设计的出租车计费系统毕业设计论文 53.超声波测距仪毕业设计论文 54.单片机控制的数控电流源毕业设计论文 55.声控报警器毕业设计论文 56.基于单片机的锁相频率合成器毕业设计论文 57.基于Multism/protel的数字抢答器 58.单片机智能火灾报警器毕业设计论 59.无线多路遥控发射接收系统设计毕业论文 60.单片机对玩具小车的智能控制毕业设计论文 61.数字频率计毕业设计论文 62.基于单片机控制的电机交流调速毕业设计论文
调研报告 汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业进展的重要标志，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不管是对宽敞出租车司机朋友依旧乘客来讲差不多上专门必要的。因此，汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。 随着生活水平的提高，人们已不再满足于衣食住的享受，出行的舒适已受到越来越多人的关注。因此，出租车行业以低价高质的服务给人们带来了出行的享受。然而总存在着买卖纠纷困扰着行业的进展。而在出租车行业中解决这一矛盾的最好方法确实是改良计价器。用更加精良的计价器来为乘客提供更加方便快捷的服务。 现在各大中都市出租车行业都已普及自动计价器，因此计价器技术的进展已成定局。而部分小都市尚未普及，但随着都市建设日益加快，象征着都市面貌的出租车行业也将加速进展，计价器的普及也是毫无疑问的，因此以后汽车计价器的市场依旧十分有潜力的。 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，因此，具有良好性能的计价器对宽敞出租车司机朋友来讲是专门必要的。 我国在70年代开始出现出租车，但那时的计费系统大差不多上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，出租车行业的进展势头已十分突出，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，以及现在的能够打一发票和语音提示、按时刻自主变动单价等功能。随着都市旅游业的进展，出租车行业已成为都市的窗口，象
征着一个都市的文明程度。 采纳模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试，关于模式的切换需要用到机械开关，机械开关时刻久了会造成接触不良，功能不易实现。为此我们采纳了单片机进行设计，相对来讲功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合能够专门容易的实现设计要求，且灵活性强，能够通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就能够轻易而举的实现。幸免了机械开关带来的不稳定因素。 目前, 电子系统正向集成化、大规模和高速度的方向进展, 集成电路的规模越来越大, 复杂程度越来越高, 因此传统的门级描述方法显得过于琐碎, 难以理解掌握。由美国国防部提出的VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)即超高速集成电路硬件描述语言, 采纳高层次的、自顶向下的设计方法来描述硬件, 特不适合当前需要。美国国防部为了要解决项目间的信息交换困难和设计维护困难, 同时也为解决当时的超高速集成电路(VHS IC Very High Speed Integrated Circuit) 打算而提出的一种硬件描述语言。1987 年12 月IEEE 同意VHDL 为标准的HDL , 这确实是今天的IEEE STD1076- 1987 和IEEE STD1076- 1993。MAX + PLUSII (Multiple Array Matrix And Programmable Logic U ser System s) 是电子设计不可缺少的工具, 他能够同意多种方式的输入: 原理图输入、文本输入(硬件描述语言)、第三方EDA 工具提供的接口等。MAX+ PLUSII 的仿真器具有专门强灵活性, 能够操纵
word完美格式 嵌入式系统基础 课 程 说 明 书 设计题目：出租车计价器 学院：太原理工大学现代科技学院 班级：电子信息 姓名： 学号：
一、设计题目： 出租车计价器 二、设计思路： 如今单片机由于其体积小，性能完善，所以广泛应用于各个行业中。在出租车上，计价器便采用了单片机的应用技术，采用一系列的外部设备将出租车行驶以及停车等各个状态输入单片机，通过程序加以运算控制，再输出显示以及打印等。 我们试着用所学的知识，设计并模拟出租车计价器的工作方式，通过实践来掌握应用设备的工作原理。 三、设计任务 ●出租车计价器需要的主要外部设备有公里计数器，以及显示、定时装置，通 过线路连接构成一个完整的系统。 ●公里计数器设想：利用光电或者霍尔效应原理对车轮转过360°角位移产生 一个脉冲信号送给单片机作为一定距离的计数值。 ●显示器：用LED显示，动态扫描显示，不断输出即时价格已及时间。 ●定时装置（本设计中未引入）：记录在停车或某些情况下的时间，用于辅助 计价。 四、里程计数器的原理（光电式） 在与车轴同步的轴上装有一隔光盘，上仅有以窄缝可以通光。在隔光盘两侧分别装有与车体固定的光源和感光元件。当隔光盘随轴转动时，光源发出的光被隔光盘隔离，只有在窄缝处感光元件接收到光信号，对后续电路产生一个脉冲。这就是对里程转换为计数值的基本原理。 其产生的脉冲信号则作为单片机计数器的输入信号，当单片机中计数器计到某一数量即为车行驶一公里，并对价格进行增加。在没有实际对这样计数装置试用，只能对其原理进行分析，在之下的程序设计中只取其脉冲信号作为单片机输入信号（P3.4）。
五、LED显示电路 对设计总体分析下，只需对其价格进行显示，选用四个LED数码管分别显示价格的百位、十位、个位以及十分位（单位：元）。显示方式采用动态扫描的方式，数据输出为P0口，位选为P2口，共阴极（如图）。 P0.7-P0.0 数码管输出数据 P2.7-P2.4 数码管位选 六、计价器的计价要求 ●计价方式：起价（两公里）白天8元，晚上8.6元；由一开关进行选择。每 公里1.5元。 ●转数与公里数：汽车轮胎周长近似为1.5米，故一百米需要转过67圈，计 67个数产生一个溢出中断。 七、电路原理图及引脚
基于51单片机的出租车计价器
课程设计说明书 课程设计名称：《单片机原理与接口技术》课程设计 课程设计题目：基于51单片机的出租车计价器 学院名称：信息工程学院 专业：电子信息工程班级：100415 学号：27 姓名：夏亮晶 同组人：张先生 评分：教师：邓老师 2013年07月01日
基于51单片机原理出租车计价器的设计 摘要 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。 本设计以 89S51 单片机为中心，利用信号发生器模拟代替霍尔传感器测距，实现对出租车计价统计，输出采用LM016L液晶显示屏。本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据里程或手动来调节单价。通过单片机上的键盘上的按键来执行开始、暂停、复位等功能。步骤如下：首先，程序开始做一些必要的初始化工作，等待键盘输入。然后，启动键K1按下后单片机开始计数传感器传来的计数脉冲，在LM016L液晶显示器显示路程，按下K2显示总费用price是多少，当路程超过3Km,才开始计算。通过K3、K4,K5、K6,K7、K8改变单价price个位，十分位，百分位。 关键词：89S51单片机 LM016L液晶显示屏计价器
目录 前言 (1) 第一章出租车计价系统的设计要求与设计方案 (2) 1.1............. 出租车计价器设计要求 2 1.2..................... 系统主要功能 2 1.3................... 方案论证与比较 2 第二章出租车计价系统的硬件设计 (4) 2.1 振荡电路 (4) 2.2 复位电路设计 (4) 2.3 键盘接口电路 (5) 2.4 显示电路 (5) 2.5 路程测量部分 (6) 2.6 单片机各引脚功能说明 (7) 2.7 1602液晶的简介 (8) 第三章出租车计价系统的软件设计 (11) 3.1....................... 系统主程序 11
单片机出租车计价器课程 设计 This manuscript was revised on November 28, 2020
嵌入式系统基础 课 程 说 明 书 设计题目：出租车计价器 学院：太原理工大学现代科技学院 班级：电子信息 姓名： 学号： 一、设计题目： 出租车计价器 二、设计思路： 如今单片机由于其体积小，性能完善，所以广泛应用于各个行业中。在出租车上，计价器便采用了单片机的应用技术，采用一系列的外部设备将出租车行驶以及停车等各个状态输入单片机，通过程序加以运算控制，再输出显示以及打印等。 我们试着用所学的知识，设计并模拟出租车计价器的工作方式，通过实践来掌握应用设备的工作原理。 三、设计任务
出租车计价器需要的主要外部设备有公里计数器，以及显示、定时装置，通过线路连接构成一个完整的系统。 公里计数器设想：利用光电或者霍尔效应原理对车轮转过360°角位移产生一个脉冲信号送给单片机作为一定距离的计数值。 显示器：用LED 显示，动态扫描显示，不断输出即时价格已及时间。 定时装置（本设计中未引入）：记录在停车或某些情况下的时间，用于辅助计价。 四、里程计数器的原理（光电式） 在与车轴同步的轴上装有一隔光盘，上仅有以窄缝可以通光。在隔光盘两侧分别装有与车体固定的光源和感光元件。当隔光盘随轴转动时，光源发出的光被隔光盘隔离，只有在窄缝处感光元件接收到光信号，对后续电路产生一个脉冲。这就是对里程转换为计数值的基本原理。 其产生的脉冲信号则作为单片机计数器的输入信号，当单片机中计数器计到某一数 量即为车行驶 一公 里，并 对价格 进行增 加。在 没有实际对这样计数装置试用，只能对其原理进行分析，在之下的程序设计中只取其脉冲信号作为单片机输入信号（）。 五、LED 显示电路 对设计总体分析下，只需对其价格进行显示，选用四个LED 数码管分别显示价格的百位、十位、个位以及十分位（单位：元）。显示方式采用动态扫描的方式，数据输出为P0口，位选为P2口，共阴极（如图）。 六、计价器的计价要求 计价方式：起价（两公里）白天8元，晚上元；由一开关进行选择。每公里元。 转数与公里数：汽车轮胎周长近似为1.5米，故一百米需要转过67圈，计67个数产生一个溢出中断。 七、电路原理图及引脚 八、源程序 ORG 0000H ;起始地址 AJMP START ORG 001BH ;计数中断地址 LJMP CNT1 ORG 0030H ;主程序地址 START: MOV PSW, #00H MOV IE, #88H ;IE=B MOV TMOD, #60H ;TMOD=01100000B ，T1工作方式2 数码管输出数据 数码管位选 显示小数点（长亮） 计价器工作开关 白天/夜间切换 计数脉冲输入