２０１２
年
３
月
１
日
第
３５
卷第
５
期
现代电子技术
Ｍｏｄｅｒｎ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｔｅｃｈｎｉ
ｑ
ｕｅ
Ｍａｒ．２０１２
Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．５
基于
ＦＰＧＡ
的出租车计价系统设计
王
翠
（
盐城工学院 实验教学部
，
江苏 盐城
２２４０５１
）
摘
要
：
设计出租车计价系统
，
运用自顶向下的设计思想
，
以芯片
Ｃ
ｙ
ｃｌｏｎｅ
Ⅱ
ＥＰ２Ｃ８Ｔ１４４Ｃ８
为设计核心
，
采用
Ｑｕａｒｔｕｓ
Ⅱ
仿真
软件
，
对设计电路的各模块及整个系统进行了
ＥＤＡ
仿真验证
。
结果表明
，
该计价系统具有计时
、
计费
、
计程和动态显示的功
能
，
符合设计要求
，
修改
ＶＨＤＬ
语言源程序
，
可完成更多的出租车计价系统的扩展功能
。
关键词
：
出租车计价
；
自顶向下
；
ＶＨＤＬ
；
ＦＰＧＡ
中图分类号
：
ＴＮ９１１．７
－
３４
文献标识码
：
Ａ
文章编号
：
１００４
－
３７３Ｘ
（
２０１２
）
０５
－
０１７９
－
０３
Ｄｅｓｉ
ｇ
ｎ
ｏｆ
ｔａｘｉｍｅｔｅｒ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＦＰＧＡ
ＷＡＮＧ
Ｃｕｉ
（
Ｄｅ
ｐ
ａｒｔｍｅｎｔ
ｏｆ
Ｅｘ
ｐ
ｅｒｉｍｅｎｔａｌ
Ｔｅａｃｈｉｎ
ｇ
，
Ｙａｎｃｈｅｎ
ｇ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ
，
Ｙａｎｃｈｅｎ
ｇ
２２４０５１
，
Ｃｈｉｎａ
）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ａ
ｔａｘｉｍｅｔｅｒ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
Ｑｕａｒｔｕｓ
Ⅱ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｓｏｆｔｗａｒｅ
ｗａｓ
ｄｅｓｉ
ｇ
ｎｅｄ
ｂ
ｙ
ｕｓｉｎ
ｇ
ＦＰＧＡ
ｃｈｉ
ｐ
ｃ
ｙ
ｃｌｏｎｅ
Ⅱ
ＥＰ２Ｃ８Ｔ１４４Ｃ８
，
ｗｈｉｃｈ
ｉｓ
ｏｆ
ｔｏ
ｐ
－
ｄｏｗｎ
ｄｅｓｉ
ｇ
ｎ
ｉｄｅａ．Ｔｈｅ
ｃｉｒｃｕｉｔ
ｏｆ
ｅａｃｈ
ｍｏｄｕｌｅ
ａｎｄ
ｔｈｅ
ｅｎｔｉｒｅ
ｓ
ｙ
ｓｔｅｍ
ｗｅｒｅ
ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｒｅｓｕｌｔｓ
ｐ
ｒｏｖｅ
ｔｈａｔ
ｔｈｅ
ｔａｘｉｍｅｔｅｒ
ｓ
ｙ
ｓｔｅｍ
ｉｓ
ｏｆ
ｃｏｕｎｔｉｎ
ｇ
ｔｉｍｅ
，
ｂｉｌｌｉｎ
ｇ
，
ｍｅｔｅｒｉｎ
ｇ
ａｎｄ
ｄ
ｙ
ｎａｍｉｃ
ｄｉｓ
ｐ
ｌａ
ｙ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｏ
ｍｏｄｉｆ
ｙ
ｔｈｅ
ＶＨＤＬ
ｌａｎ
ｇ
ｕａ
ｇ
ｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｄｅ
，
ｉｔ
ｃａｎ
ｃｏｍ
ｐ
ｌｅｔｅ
ｍｏｒｅ
ｔａｘｉｍｅｔｅｒ
ｅｘｔｅｎｄｅｄ
ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．
Ｋｅ
ｙ
ｗｏｒｄｓ
：
ｔａｘｉｍｅｔｅｒ
；
ｔｏ
ｐ
－
ｄｏｗｎ
；
ＶＨＤＬ
；
ＦＰＧＡ
收稿日期
：
２０１１
－
０９
－
１３
０
引
言
随着电子技术的发展
，
出租车计价器的设计也从传
统的全部由机械元器件组成的机械式设计到半电子式
（
即用电子线路代替部分机械器件的出租车计价器
［
１
］
），
再从集成电路式到目前基于
ＦＧＰＡ
芯片为核心的系统
的设计共经历了四个阶段
，
利用
ＦＰＧＡ
芯片
，
用较少的
外部硬件和适当的软件相互配合
，
可以通过软件编程来
完成更多的附加功能
，
设计比较灵活
，
并且还具有功耗
小
，
体积小
、
低成本
、
安全可靠
、
使用方便
［
２
］
等优点
。
因
此
，
使用
ＦＰＧＡ
来设计出租车计价系统已受到人们的
关注
，
也能更好地发挥其优点
。
本文 以
ＦＰＧＡ
为 设 计 载 体
，
通 过
ＶＨＤＬ
语 言 编
程
，
采用
Ｑｕａｒｔｕｓ
Ⅱ
仿真软件
，
设计了一种能动态显示
出租车计时
、
计费
、
计程的 系统
，
具有 一定的实际 应用
价值
。
１
出租车计价系统的设计要求
１．１
实现计费功能
车起步开 始 计 费
，
首 先 显 示 起 步 价
（
本 次 设 计 为
８．０
元
），
行程在
３ｋｍ
以内
，
按起步价收费
；
当行驶超过
３ｋｍ
，
１．６
元
／
ｋｍ
，
车暂时停车
（
如遇红绿灯或中途暂时
停车
），
当等待时间超过
３ｍｉｎ
，
按
１
元
／
ｍｉｎ
收费
。
１．２
实现显示功能
能动态显示出租车行驶的里程
，
范围为
００
～
９９ｋｍ
（
考虑到出租车就在市区或近郊附近活动
），
同时显示等
待时间
，
范 围 为
００
～
５９ ｍｉｎ
，
显 示 总 计 价 值
，
范 围 为
００
～
９９９．９
元
，
计价分辨率为
０．１
元
。
２
出租车计价系统的设计体系
图
１
为整个系统的 顶层框图
，
根据层次化设计理
论
［
３
］
，
将出租车自动计价系统自顶向下可分为分频模
块
、
控制模块
、
计量模块
、
译码和动态扫描显示模块
。
图
１
系统的顶层框图
（
１
）
分频模块
。
通过分 频
［
４
］
产生不同频率的脉冲
信号用来实现系统的计费
，
本次设计中通过对
２４０ Ｈｚ
的输 入 脉 冲 进 行
１５
次
，
２４
次 和
２４０
次 分 频
，
得 到
１６Ｈｚ
，
１０ Ｈｚ
和
１ Ｈｚ
的三种频率
，
分别用 于
１．６
元
，
