1、华东交通大学课程设计 1 摘 要 摘 要： 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。 而采用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，对于模式的切换需要用到机械开关，机械开关时间久了会造成接触不良，功能不易实现。而采用FPGA 进行的设 计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的
2、附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻易而举的实现。避免了机械开关带来的不稳定因素。 设计好之后，用 1602 液晶显示器，显示你想要显示的数据。 关键词： 出租车计价器 控制 1602 华东交通大学课程设计 2 目 录 绪 论 . 3 第一章 系统设计 . 4 1 出租车计费系统的概述： . 4 2 设计的意义 . 4 3 统设计要求 . 4 第二章 系统设计方案 . 5 第三章 主要模块 . 6 1 时间模块： . 6 2 路程模块： . 7 3 计费模块： . 8 4 速度模块： . 9 5 总的框图为： . 10 第四章 硬件实现 .11 1 系统的调试方法 .11 2 系
3、统调试的软 /硬件 .11 3 系统调试显示结果 .11 小 结 . 13 谢 辞 . 14 参考文献 :. 15 附 录 . 16 程序： . 16 华东交通大学课程设计 3 绪 论 近年来，我国出租汽车行业迅猛发展，出租汽车已成为我国城市公共交通的重要组 成部分和现代化城市必备的基础设施，成为人们工作、生活中不可缺少的交通工具。它对繁荣经济、促进发展、方便群众、改善交通起到了积极作用。出租汽车对我国人民物质和文化生活影响之大、作用之广是前所未有的。出租汽车行业的服务水平和程度已经成为现代化的重要标志。 出租汽车服务行业和出租汽车计价器紧密相关，因为出租汽车必须安装出租汽车计价器才能投入营运
4、。出租汽车计价器是一种能根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价，并直接显示车费值的计量器具。计价器是出租汽车的经营者和乘坐出租汽车的消费者之间用于公平贸易结算的工 具，因而计价器量值准确与否，直接关系到经营者和消费者的经济利益，用户不仅要求计费器性能稳定，计费准确，有防作弊功能；同时还要求其具有车票资料打印、 IC 卡付费、语音报话、和电脑串行通信等功能，而这些与电子技术的发展是分不开的。 二十世纪后半期，随着集成电路和计算机技术的飞速发展，数字系统也得到了飞速发展，其实现方法经历了由分立元件、 SSI、 MSI 到 LSI、 VLSI 以及 UVLSI的过程。同时为了提高系统的可靠
5、性与通用性，微处理器和专业集成电路（ ASIC）逐渐取代了通用全硬件 LSI 电路，而 ASIC 以其体积小、重量 轻、功耗低、速度快、成本低、保密性好而脱颖而出。 华东交通大学课程设计 4 第一章 系统设计 1 出租车计费系统的概述： 在出租车是城市交通的重要组成部分，行业健康和发展也获得越来越多的关注。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。 2 设计的意义 在出租车是城市交通的重要组成部分，行业
6、健康和发展也获得越来越多的关注。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。 出租车计价器是出租车营运收费的专用智能化仪表 ,随着电子技术的发展 ,出租车计价器技术也在不断进步和提高。国内出租车计价器已经经历了 4 个阶段的发展。从传统的全部由机械元器件组成的机械式 ,到半电子式即用 电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器 ;再从集成电路式到目前的单片机系统设计的出租车计价器。出租车计价器计费是否准确、
7、出租车司机是否作弊才是乘客最关心的问题 ,而计价器营运数据的管理是否方便才是出租车司机最关注的。因此怎样设计出一种既能有效防止司机作弊又能方便司机的计价器尤为重要。因此 , 本文以 FPGA为核心设计一款多功能出租车计价器 ,该计价器能实现 按时间和里程综合计算车价，能显示时间、里程、单价、总车价等相关信息 显示。它比市场上的一些计价器使用更方便 ,功能更全 ,还具有有效防止司机作弊和系统稳定性好的优点。 3 统设计要求 里程显示，显示方式为 XXX.X，单位为 km精确到 0.1km；里程单价显示，显示方式为 X.XX，单位为元 /km，起步价 10 元，根据每天不同的时间段有两种情况：当时
8、间段为 06： 00 23： 00 时单价为 1.40 元 /km，其他时间段单价为 1.80元 /km。 华东交通大学课程设计 5 第二章 系统设计方案 系统的大致框图： 图 1 第一步：把板子上的时钟 50M 的晶振分频为 1HZ。这样有利于以后模块的调用。 第二步：出租车上一般都有时间，所以把时间模块给设计好，在 这里就需要了第一步已经设计好的分频 1HZ 的时钟，调用设计出时间，显示小时，分钟，秒。 第三步：用板子上的 2 个按键控制加速和减速，起始速度为 2，按下加速键或者减速键，相应的显示会变化且路程和计费也会变化。 第四步：路程和总费进行相应的变化，在 1602 上显示。 华东交
9、通大学课程设计 6 第三章 主要模块 1 时间模块： 图 1 现在的出租车都会显示时间，由于时间的不一样，计费的标准也不一样。所以时间模块是必要得要的。在设计时间模块时，由于 FPGA 版上的晶振是 50M，第一步要做的就是分频，分频是 FPGA 最简单的，分频成为 1HZ，这样时间显示时间就变的很简单了。 部分代码为： always (posedge clk_1hz) begin if(miao=59)begin miao10000) way=0; end 里程仿真波形： 图 4 华东交通大学课程设计 8 3 计费模块： 在数据的计算和处理中，注意了一些数据关系的转换、换算和放大，数据关系的
10、转换、换算是为了便于控制程序的设计，而数据的放大则避免了浮点数的运算，数据放大后的还原是通过显示数据时在对应的数码管处显示小数点来处理。系统中很多模块的 verilog 程序设计中，均涉及多个控制信号，多个控制信号的作用是通过嵌套的条件语句完成的，这些条件信号的作用时机 (是 先作用还是后作用 )和作用方式 (是高、低电平还是上升沿、下降沿 )非常有技巧，特别值得揣摩与注意。 计费是分时间段的， 当时间段为 06： 00 23： 00 时单价为 1.40 元 /km，其他时间段单价为 1.80 元 /km。由于 FPGA 中的计算不能直接用小数点计算，所以在这里把价格扩大 10 倍，显示时在除
11、以 10。 图 5 部分代码为： always (posedge clk_1hz)/计费 begin if(flag=1) money=money+speed*14; else money=money+speed*18; end 计费模块仿真波形 ： 图 6 华东交通大学课程设计 9 期中的 flag 是用来判断是 06： 00 23： 00 还是其他的时间。 flag 为 1 时，时间短为 06： 00 23： 00，计费的标准为单价为 1.40 元 /km；对应的当 flag 为 0时，其他的时间段的单价为 1.80 元 /km。 4 速度模块： 刚开始的起始速度是 2，这里我用了 2 个按 键，一个是加速，一个是减速。随着加速键的按下，显示模块的速度相应会加一，路程也会随着增长，计费的费用也会增长。 图 7 速度模块的仿真波形： 图 8 sw1_n 为加速键，按下加速键， speed 加一； sw2_n 为减速键，按下减速键，速度相应的减一。 华东交通大学课程设计 10 5 总的框图为： 图 9 通过 1602 显示在开发板上。
