基于单片机和fpga的出租车计费系统--学位论文.doc

这篇学位论文主要探讨的是基于单片机和FPGA的出租车计费系统的设计与实现，旨在为出租车行业提供一个精确、可靠的计费解决方案。本文将围绕系统设计、硬件与软件实现以及系统检测与分析这三个方面进行详细阐述。 1. 绪论 在绪论部分，作者可能介绍了研究背景，指出现有出租车计费系统的不足，以及采用单片机和FPGA技术的优势。单片机因其成本低、功耗小、可靠性高而被广泛应用；而FPGA（Field-Programmable Gate Array）则因其可编程性、高速处理能力及灵活性，在复杂逻辑运算中起到关键作用。 2. 系统设计 系统由多个功能模块组成，包括计费及显示、时钟及显示和计费开始提示。计费及显示模块负责计算行驶距离和费用，并将结果显示出来；时钟及显示模块确保时间的准确显示，这对于计费准确性至关重要；计费开始提示模块则在乘客上车后启动计费，确保服务开始的明确标识。 2.1.1 计费及显示 这一模块的核心是通过传感器获取车辆行驶数据，如里程和时间，然后根据预设的计费规则计算费用。 2.1.2 时钟及显示 时钟系统通常由实时时钟芯片提供，保证时间的精确性。 2.1.3 计费开始提示 可能通过按钮或传感器来触发计费开始，确保服务的正式开始。 2.2 功能模块设计 这部分详细描述了各个功能模块的设计思路和实现方法，包括传感器的选择和单片机的应用。 3. 硬件及软件实现 3.1 传感器 3.1.1 光电传感器电路设计 光电传感器用于检测车轮转动，进而计算行驶距离。设计中可能涉及光耦合器、光电二极管等元件。 3.1.2 车轮光电开关检测电路 车轮光电开关用于捕捉车轮转动的瞬间，确保计费的精确。 3.2 单片机 3.2.1 至3.2.6 部分详细介绍了8051系列单片机，特别是AT89S51的特性、功能框图、中断系统以及控制程序设计。AT89S51是常用的微控制器，具有丰富的I/O接口和强大的处理能力。 3.2.7 单片机汇编语言源程序 这部分可能包含用于控制传感器、计费算法、显示等功能的汇编代码。 3.3 显示及按键控制系统 3.3.1 LED数码管用于显示计费信息，3.3.2 数据显示电路的设计则描述了如何将数据转化为可读的LED显示。 4. 系统检测及分析 4.1 系统仿真/硬件验证 4.1.1 系统的调试方法可能包括逻辑分析仪、示波器等工具的应用，以及软件模拟。 4.1.2 硬件验证则是通过实际运行系统，检查其性能和稳定性。 整个系统设计注重实际应用和可靠性，通过单片机处理实时数据，结合FPGA的灵活处理能力，实现了高效、准确的计费功能。论文可能还涵盖了系统测试、故障排查、优化改进等内容，以确保系统在实际环境中的稳定性和准确性。