基于QuartusII的出租车计费系统

基于 QuartusII 的出租车计费系统

目 录

目 录 .......................................................................................................................................I

1 引言 .......................................................................................................................................1

2 Quartus II 介绍 ......................................................................................................................1

3 出租车计价器设计 ...............................................................................................................2

出租车计价器的设计原理 ..............................................................................................3

各模块功能模块设计 ......................................................................................................3

3.2.1 分频模块 .......................................................................................................3

4 总结 .......................................................................................................................................6

参考文献 ..................................................................................................................................7

附录 ..........................................................................................................................................8

1 引言

本设计是一个简易的出租车计费系统，实现计价功能，计费标准为按行程里程

收费，起步价为元，当里程小于 3 公里时，按照起价计费，车行超过 3 公里后在按

元/公里收费，等待累积时间超过 2min，按照每分钟元计费。能模拟汽车的启动，

停止，暂停等状态。并用 LED 数码管实时显示车费和汽车行驶里程，用两位数字

显示汽车行驶里程，显示方式为“XX”，单位为 km。计程范围为 0—99km，计程分

辨率为 1km；用五位数字显示总费用，显示方式为“”，单价为元。计价范围为 0—

能力。加深我们对 VHDL 数字电路设计教程的理解。

2 Quartus II 介绍

VerilogHDL 以及 AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入

形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整 PLD

设计流程。

Quartus II 可以在 XP、Linux 以及 Unix 上使用，除了可以使用 Tcl 脚本完成设

计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。具有运行速度快，界面统一，功

能集中，易学易用等特点。

统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体，是一种综合性的开发平台。

Altera Quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直观易

用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。

工作组环境下的设计要求，其中包括支持基于 Internet 的协作设计。Quartus 平台与

块、计费模块、控制模块等模块，利用 FPGA 的可编程性，简洁又多变的设计方法，

缩短了研发周期。主要采用了 FPGA 芯片，使用 VHDL 语言进行编程，使其具有了

更强的移植性，更加利于产品的升级。

出租车计价器的设计原理

根据设计要求，系统的输入信号 clk，计价开始信号 Start，等待信号 Stop，里

程脉冲信号 fin。系统得输出信号有：总费用数 cha0 ~cha3，行驶距离 km0 ~km1，

等待时间 min0 ~min1 等。系统有两个脉冲输入信号 clk_120、fin，其中 clk_120 将

根据设计要求分频成 12Hz、15Hz 和 1Hz 分别作为公里计费和超时计费的脉冲。两

个控制输入开关 start、stop；控制过程为：start 作为计费开始开关，当 start 为高电

平时，系统开始根据输入的情况计费。当有乘客上车并开始行驶时，fin 脉冲到来，

现不同计费方式的选择部分，根据所设计的使能端选择是根据里程计费还是根据等

待时间计费；同时设计通过分频模块产生不同频率的脉冲信号来实现系统的计费。

计量模块采用 1Hz 的驱动信号，计费模块采用 12Hz、15Hz 的驱动信号；计量模块

每计数一次，计费模块就实现 12 次或者 15 次计数，即为实现计时的 元/min、计程

时的元/km 的收费。组成框图如图 3-1 所示：

图 3-1 系统结构框图

各模块功能模块设计