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
,