出租车计费系统设计.doc

1、1论 文 题 目： 出租车计费系统设计学 生 学 号 类 型 网络教育 专 业 电气工程及自动化 层 次 专升本 指导教师 日 期 学习中心编号： 学习中心名称： 西 南 大 学 网 络 教 育 学 院毕 业 论 文2西 南 大 学 网 络 教 育 学 院毕 业 论 文 （ 设 计 ） 评 定 表学生姓名 学号 入学年级 专业 电气工程及自动化所属学习中心名称毕业论文（设计）题 目出租车计费系统设计指导教师意见：评分：指导教师（签名）年 月 日评审意见：评审组长（签名）年 月 日备注3出租车计费系统的设计摘 要随着我国市场经济的发展，交通也越来越便利，特别是计程车，以快捷、方便的特点早已盛行各

2、个城市，成为城市交通的重要工具。计程车市场从 90 年代初的起步阶段到现在已经进入了高峰期。随着城市化水平的提高和人民生活水平的改善，计程车的服务也就显得越来越重要。因此计程车计价器也就应运而生了。 本文分析了当前国内外出租车计费系统的基本组成和工作原理及主要的两种设计方式:基于单片机的设计方式和基于 FPGA 的设计方式；并对这两种实现方式的优点和缺点进行分析，比较后确定本系统的方案：基于 FPGA 的出租车计费系统的设计。 在本设计中主要是通过 VHDL 语言来编程实现计费系统的四个功能块：分频模块，控制模块，计量模块和译码显示模块，最后使用 MAX+PLUSII 软件来对程序进行仿真，以

3、模拟实现出租车的启动，停止以及等待等过程中的计时，计程和计费功能。并将各功能模块的结果通过动态译码扫描模块输出到显示模块进行显示。即通过显示模块显示出租车所行驶的路程，出租车等待的时间和出租车分别在等待过程中的费用和行驶过程中的费用。 关键字:CPLD/FPGA；VHDL 语言；MAXPLUS II；出租车；计费器4目录摘要31.1 研究的意义.51.2 当前国内外的研究现状.51.3 本课题的目的.51.4 本论文的章节安排.62VHDL 和 FPGA 的简介62.1VHDL 的介绍.62.2FPGA 的介绍.73Max+plusII 平台简介.73.1 概述.73.2Max+plusII

4、的特点.84 设计方案的简介及比较.94.1 基于单片机出租车计费器设计方案.94.1.1 硬件各模块的功能.94.1.2 程序设计模块104.2 基于 FPGA 的出租车计费器的设计方案.104.3 两种方案的比较114.4 方案的确定 .115 出租车计费系统的设计125.1 整体方案设计125.1.1 设计的主要技术指标125.1.2 整体设计方案的实现125.2 模块的设计135.2.1 秒分频模块135.2.2 控制模块145.2.3 计量模块155.2.4 译码显示输出模块195.2.5 整体原理与仿真215.2.6 结果分析225.2.7 结论. 226 结束语237 谢辞238

5、 参考文献2451.1 研究的意义随着我国市场经济的发展，交通也越来越便利，特别是计程车，以快捷、方便的特点早已盛行各个城市，成为城市交通的重要工具。计程车市场从 90 年代初的起步阶段到现在已经进入了高峰期。随着城市化水平的提高和人民生活水平的改善，计程车的服务也就显得越来越重要。因此计程车计价器也就应运而生了。 1.2 当前国内外的研究现状目前市场上使用的出租车计费器主要采用的都是利用 MCU 如 89C51 单片机实现的计费器设计，显示方式上主要采用的是固定显示内容的 LED 显示。 传统的出租车计费器由于发展使用了十几年，在稳定性、成本、以及使用习惯上都具有一些优势，但是随着出租车价格

6、市场化，我国加入 WTO 以来主导出租车行业成本的许多因素主要包括油价的波动，都对传统的出租车计费器提出了更高的要求。近一年来，各大城市都在对出租车价格进行调整，由于数量太多，很多城市的调价甚至需要一个月的时间才能完成，经常会同一时间出现几个价格，有的城市的出租车上还会出现司机人工计价的尴尬情形。这些都暴露了传统计费器在灵活性和升级换代能力的不足。 传统计费器的不足可以体现在以下几点：1）品更新周期长传统计费器利用 MCU 如 89C51 单片机实现汽车计费器的设计，大部分的功能可以用单片机来实现。但是单片机程序是不通用的，不同的芯片有不同的指令集，因此设计研发比较困难，周期长，如果系统设计的

7、不好，则系统不是很稳定，而且灵活度不够，不易实 现功能复杂的设计。2）计价方式的不灵活每次计价标准的修改都需要将芯片从新烧录，使得每次调价都需要耗费大量的人力物 力，很难达到目前油价联动的需求。 1.3 本课题的目的考虑到目前出租车行业迅猛发展的趋势以及对计费器更高的灵活性要求，本设计希望尝试一些新的方法来予以解决以上问题。1）利用 FPGA 取代 MCU随着 FPGA 等数字可编程器件的出现解决传统电子设计不能完成的任务，利用 FPGA 来实现出租车计费器。可行性很高，而且电路简单，大大减少外围器件，可以用软件完全仿真，灵活度高，可以设计一些复杂的系统，而且编好的系统可以在不同的 FPGA

8、或 CPLD 芯片上通用。FPGA 能完成任何数字器件的功能，使用 FPGA 来开发数字电路，可以大大 缩短设计时间，减少 PCB 面积，提高系统的可靠性。同时由于 FPGA 的功能完全取决于 VHDL 语6言编写的程序，不拘泥于某种芯片的特殊指令，更加提高了产品的更新换代能力。2）增加计价标准设定功能通过设计此功能模块可以使得计价标准设计更加灵活，体现目前出租车行业发展的需要，使运价、油价联动成为可能。1.4 本论文的章节安排本文在第 2 章介绍了 VHDL 语言的特点和 FPGA 的基本原理。第 3 章主要是对MAX+PLUSII 进行了简要的介绍。第 4 章介绍了当前两种主要出租车设计方

9、案和这两种方案的比较。第 5 章是对基于 FPGA 设计方案的详细设计。2VHDL 和 FPGA 的简介2.1VHDL 的介绍VHDL 的英文全名是 Vry_High_Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,被认为是标准硬件描述语言，有专家认为，在新世纪中，VHDL 与 Verilog HDL语言将承担起几乎全部的数字系统设计任务。VHDL 主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。除了含有许多具有硬件特 征的语句外，VHDL 的语言形式和描述风格与句法十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设

10、计，或称设计实体（可以是一个元件、一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，即端口）和内部（或称不可视部分） ，即设计实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦内部开发完成后，其他的设计可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是 VHDL 系统设计的基本点。随着 EDA 技术的发展，使用硬件语言设计 FPGA 成为一种趋势。借用 MAXPLUSII 或QuartusII 等软件用 VHDL 语言开发 FPGA 的完整流程为：1）文本编辑：用任何文本编辑器都可以进行，也可以用专用的 HDL 编辑环境。通常 VHDL文件保存为.vhd 文件。2）功能仿

11、真：将文件调入 HDL 仿真软件进行功能仿真，检查逻辑功能是否正确也叫前仿真，对简单的设计可以跳过这一步，只在布线完成以后，进行时序仿真） 。3）逻辑综合：将源文件调入逻辑综合软件进行综合，即把语言综合成最简的布尔表达式和信号的连接关系。逻辑综合软件会生成.edf（edif）的 EDA 工业标准文件。4）布局布线：将 edf 文件调入 PLD 厂家提供的软件中进行布线，即把设计好的逻辑安放到 PLD/FPGA 内。75）时序仿真：需要利用在布局布线中获得的精确参数，用仿真软件验证电路的时序（也叫后仿真） 。6）编程下载：确认仿真无误后，将文件下载到芯片中。sof 文件用于直接下载到 芯片（掉电

12、后会消失） ，pof 文件用于 rom 芯片下载（掉电后不消失） 。2.2FPGA 的介绍FPGA 是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array)的简称，FPGA 是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术，它的影响丝毫不亚于 70 年代单片机的发明和使用。actel 公司于 2005 年 1 月 24 日在美国加利福尼亚总部发布了它的 ProASIC3 和ProASIC3E 系列的 FPGA。这是该公司第三代的基于 Flash 的可编程逻辑方案。这些新的SIC3 最低价将达到 1。5 美元，代表了全球最低成本的 FPGA，并且相对于基于 SRAM 的FPGA

13、 来说具有保密的优势。基于 Flash 的 FPGA 可以提供加密、低功耗、上电工作、可重复编程的方案。目前生产 FPGA 的公司主要有 Xilinx、Altera、Actel、Lattice、QuickLogic 等生产的 FPGA 品种和型号繁多。尽管这些 FPGA 的具体结构和性能指标各有特色，但它们都有一个共同之处，即由逻辑功能块排成阵列，并由可编程的互连资源连接这些逻辑功能块，从而实现不同的设计。典型的 FPGA 通常包含三类基本资源：可编程逻辑功能块、可编程输入/输出块和可编程互连资源。可编程逻辑功能块是实现用户功能的基本单元，多个逻辑功能块通常规则地排成一个阵列结构，分布于整个芯

14、片；可编程输入/输出块完成芯片内部逻辑与外部管脚之间的接口，围绕在逻辑单元阵列四周；可编程内部互连资源包括各种长度的连线线段和一些可编程连接开关，它们将各个可编程逻辑块或输入/输出块连接起来，构成特定功能的电路。用户可以通过编程决定每个单元的功能以及它们的互连关系，从而实现所需的逻辑功能。不同厂家或不同型号的 FPGA，在可编程逻辑块的内部结构、规模、内部互连的结构等方面经常存在较大的差异。3Max+plusII 平台简介3.1 概述Max+plusII 是 Altera 公司推出的第三代 PLD 开发系统(Altera 第四代 PLD 开发系统被称为：QuartusII，主要用于设计新器件和

15、大规模 CPLDFPGA)。使用 MAX+PLUSII 的设计者不需精通器件内部的复杂结构。设计者可以用自己熟悉的设计工具（如原理图输入或硬件描述语言）建立设计，MAX+PLUSII 把这些设计转自动换成最终所需的格式。其设计速度8非常快。对于一般几千门的电路设计，使用 MAX+PLUSII，从设计输入到器件编程完毕，用户拿到设计好的逻辑电路，大约只需几小时。设计处理一般在数分钟内完成。特别是在原理图输入等方面，Maxplus2 被公认为是最易使用，人机界面最友善的 PLD 开发软件。 3.2Max+plusII 的特点1）开放的界面Altera 的工作与 EDA 厂家紧密结合，使 MAXPL

16、USII 软件可与其它工业标准的设计输入综合与校验工具相连接。设计人员可以使用 Altera 或标准 EDA 设计输入工具来建立逻辑设计，使用 MAXPLUSII 编译器(Compiler)对 Altera 器件设计进行编译，并使用Altera 或其它 EDA 校验工具进行器件或板级仿真。目前，MAXPLUSII 支持与Cadence、Exemplarlogic、Mentor Graphics、Synopsys、Synplicity、Viewlogic 和其它公司的 EDA 工具的接口。2）多平台MAXPLUSII 软件可基于 486、奔腾 PC 机的 WINDOWS NT 3。51 或4。0

17、、WINDOWS 95、WINDOWS 98 下运行，也可在Sun SPAC Stations，HP9000 Series 700800 和 IBM RISC System6000 工作站上运行。3）完全集成化MAXPLUS II 的设计输入、处理与校验功能全部集成在统一的开发环境下，这样可以加快动态调试，缩短开发周期。4）丰富的设计库MAXPLUSII 提供丰富的库单元供设计者调用，其中包括 74 系列的全部器件和多种特殊的逻辑宏功能（MacroFunction）以及新型的参数化的兆功能（Magefunction） 。调用库单元进行设计，可以大大减轻设计人员的工作量，也可成倍地缩短设计周期。

18、5）模块化工具设计人员可以从各种设计输入、处理和校验选项中进行选择从而使设计环境用户化，必要时，还可以根据需要添加新功能。由于 MAXPLUSII 支持各种器件系列，设计人员不必学习新工具即可支持新结构。6）硬件描述语言（HDL）MAXPLUS II 软件支持各种 HDL 设计输入选项，包括 VHDL、Verilog HDL 和 Altera自己的硬件描述语言 AHDL。7）Megacore 功能9Megacore 功能是为复杂的系统级功能提供的，经过校验的 HDL 网表文件，它能使FLEX 10K、FLEX 8000、FLEX 6000、MAX 9000 和 MAX 7000 器件系列实现最

19、优化的设计。充分利用这些 Megacore 功能会使设计人员的设计任务大大减轻，可把更多的精力投入到改进各种设计和最终的产品上。8）Opencore 特性MAXPLUS II 软件具有开放核的特点，它允许设计人员添加自己认为有价值的宏函数。4 设计方案的简介及比较当今国内外出租车计价器的设计方式主要有两种，一种是基于单片机的出租车计价器的设计，另一种是基于 FPGA 的出租车计价器的设计。4.1 基于单片机出租车计费器设计方案4.1.1 硬件各模块的功能1)键盘控制功能是启动出租车计价器，改变出租车计价器的状态如运行、等待计时、不同计费模式的切换。2)掉电存储用来存取计费器的状态信息和计费信息

20、。3)里程计算单元是通过安装传感器检测到的信号，送到单片机，经处理计算,送给显示单元。4)利用单片机丰富的 IO 端口，实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。5)用单片机实现出租车计价器的开发。外围电路较多，调试复杂，抗干扰能力差，特别对这种计程车的计价器需要长时间不间断运作的系统，由于主要是软件运作，容易出错，造成系统不稳定。6)出租车计费器的原理框图如下图 4-1 所示：10图 4-1 基于片机的计费器原理框图4.1.2 程序设计模块1)主程序模块在主程序模块中，需要完成对各接口芯片的初始化、出租车起价和单价的初始化、中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。另外，在主程序模块中

21、还需要设置启动/清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器，并对它们进行初始化。然后，主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同的操作。2)定时中断服务程序在定时中断服务程序中，每 100ms 产生一次中断，当产生 10 次中断的时候，也就到了一秒，送数据到相应的显示缓冲单元，并调用显示子程序实时显示。3)里程计数中断服务程序每当霍尔传感器输出一个低电平信号就使单片机中断一次，当里程计数器对里程脉冲计满 1000 次时，就有程序将当前总额，使微机进入里程计数中断服务程序中。在该程序中，需要完成当前行驶里程数和总额的累加操作，并将结果存入里程和总额寄存器中。4)中途等待中断

22、服务程序当在计数状态下霍尔开关没有输出信号，片内的 T1 定时器便被启动，每当计时到达10 分钟，就对当前金额加上中途等待的单价，以后每十分钟都自动加上中途等待的单价。当中途等待结束的时候，也就自动切换到正常的计价。5)显示子程序服务程序由于是分屏显示数据，所以就要用到 4 个显示子程序,分别是:时分秒显示子程序（HMS_DIS） 、金额单价显示子程序（CP_DIS） 、路程单价显示子程序(DP_DIS)、单价调节11子程序(PA_DIS)。6）键盘服务程序键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序,一旦右按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。4.2

23、基于 FPGA 的出租车计费器的设计方案基于 FPGA 的出租车计费是外部输入模块，控制模块和显示模块三部分组成。控制模块是整个系统的核心。它是由分频模块，控制模块，计量模块和译码显示模块构成。1)分频模块：分频模块是对系统时钟进行分频以得到低频系号。2)控制模块：控制模块主要是完成对计费器状态的控制。3)计量模块：计量模块完成计价，计时和计程的功能。 4)译码显示模块：译码显示模块完成计价，计时和计程数据显示。计费数据送入译码显示模块译码，最后送至以百元，十元，元，角为单位对应的数码管上显示。计时数据送入译码显示模块进行译码，最后送至以分为单位对应的数码管上显示。计程数据送入译码显示模块进行

24、译码，最后送至以 Km 为单位的数码管上显示。5)基于 FPGA 的出租车计费器原理组成框图如图 4-2 所示：图 4-2 基于 FPGA 的计费器原理组成框图4.3 两种方案的比较121)方案一的开发及制作成本较低，能较大程度地利用资源，但外围电路较多，调试复杂，抗干扰能力差，特别对这种计程车的计价器需要长时间不间断运作的系统，由于主要是软件运作，容易出错，造成系统不稳定。2)方案二将所有器件集成在一块芯片上，体积大大减小的同时还提高了稳定性，且可应用EDA 软件仿真，调试，易于进行功能扩展，外围电路较少，采用硬件逻辑电路实现，其最大的优点是稳定性好，抗干扰能力强，非常适合作为计程车的计价器

25、系统的控制核心。4.4 方案的确定从以上两种方案的比较可以看出基于 FPGA 的设计方案要优于基于单片机的设计方案基于 FPGA 的设计方案稳定性更强且相对于单片机的设计方案来说它更易于将来进行功能扩展。因此我确定采用基于 FPGA 的出租车计费器的设计方案。5 出租车计费系统的设计5.1 整体方案设计5.1.1 设计的主要技术指标实现计程车的计价器功能。一方面实现基本功能时，包括在行程中满足 3 公里以内计起步价 10 元，以后以 1.9 元/公里计费。处于等待的状态下满足 2 分钟以内计 2 元，以后以 1.5 元/分计费。另一方面多功能的实现，计价器可以根据要求显示需要的内容，可以根据选

26、择键选择显示总费用，总行程数和总乘车时间等等。1) 计价范围：0999.9 元；计价分辨率： 0.1 元；2）计程范围： 099 公里；计价分辨率：1.9 公里；3）计时范围：59 分；计时分辨率： 1 分钟；5.1.2 整体设计方案的实现出租车计费器的控制系统以 FPGA 为核心控制器。如图 5-1 所示，主要分为四个模块。分别为：秒分频模块、控制模块、计量模块和译码显示模块。秒分频模块使整个系统的同步工作，把系统提供的 32M 的晶振频率进行分频，得到所需要的秒信号（便于在以后的计时中用到） 。控制模块是整个系统的核心部分，对各个部分起到了调控的作用。对计程车的工作状态进行具体的定义。计量

27、模块也是系统中一个十分重要的模块，它分为三个部分，分别为计价部分、计时部分和计程部分，是出租车计费系统多功能实现的保证。最后一个译码显示模块作用在于把计费器的工作情况（价钱、行程数、行程时间）反馈给乘客。四个模块有机地结合在一起，实现了基于 FPGA 出租车计费系统的设计。13图 5-1 出租车计费器组成方框图5.2 模块的设计5.2.1 秒分频模块1）秒分频的对频率为 100Hz 的输入脉冲进行分频，得到频率为 1Hz 的频率。分频模块的电路符号图如下图 52 所示。从图中可以看出分频模块有两个输入信号，一个是 clk 时钟信号。另一个是计费器的使能信号 start。图 52 分频模块电路符

28、号图分频模块的主要源代码如下：if start=0 then 此 IF 语句中得到分频器的使能信号f_1“00000011“ then 此 IF 语句得到 en0 使能信号en0“00000010“ then 此 IF 语句得到 en1 使能信号en1=1;elseen1=0;end if;end if;2)控制模块的波形仿真图如下图 55 所示：从仿真图中可以看出输出信号 e0 和 e1 的为输出信号（当 en0=1 时说明出租车行驶超过了 3 公里，此时出租车按照每公里 1.9 元计费，当 en1=1 时说明出租车等待超过了 2 分钟此时出租车按每分钟 1.5 元计费） 。图 5-5 控制

29、模块波形仿真图165.2.3 计量模块计量模块是本系统中一个十分重要的部分,是计程车计价器系统多功能实现的保证。计量模块其实在整个系统中就充当一个计算器的功能。它是计价、计时、计程功能的具体实现。1）计价部分：由计程车的起步费 6 元加上等待过程中的计费 1.5 元/分，再加上行进过程中的计费 1.9 元/公里，然后再把计算出来的数分别以百元，十元，元，角的单位表示出来，送去显示译码模块。（1）计价部分电路符号图如图 57 所示：图中的输出信号 cha3,cha2,cha1,cha0 分别表示的时计费输出部分的百元，十元，元，角的输出。图 5-7 计价部分的电路符号图计价部分的主要源代码如下所

30、示：if en0=1then -说明超过了三公里；if(c191)then-加到 19 角就说明车子行驶了 1 公里；c19:=c19+1;if(c19=1)thentemp0=k0;end if;上面这几句完成超过三公里的时的计费功能。elsif(en1=1)thenif(c1515)then此 IF 语句完成等待计费功能;c15:=c15+1;if(c15=1) thentemp1=m0;17end if;此部分代码完成等待超过 2 分钟时的计费功能。（2）计价部分的波形仿真如图 58 所示：从仿真图可以看出 cha3,cha2,cha1,cha0 在各个时间段的输出数据。图 58 计价部

31、分的波形仿真图2）计时部分：是对乘客的乘车时间进行计时（包括等待的时间和行进的时间） ，分别以秒和分的形式送去显示译码模块，到 59 分时自动归零。 （1）计时部分电路符号图如下图 5-9所示：图 5-9 计时部分电路符号图完成计时部分的主要源代码如下：if w=59then w=0; 此 IF 语句完成等待计时if m0=“1001“ then m0=“0000“;此 IF 语句完成分计数if m1=“101“ then m1=“000“;18elsem1=m1+1;end if;elsem0=m0+1;end if;elsew=w+1; end if;（2）计时部分的波形仿真图如图 510

32、 所示：m0 的计时输出为 4 分钟。图 510 计时部分的波形仿真图3）计程部分：对当前行进过程中所走的公里数进行计算，最大范围为 99 公里。同样也送入译码显示模块。由于计程部分和计时部分的原理基本相同，不同的只是计时是是当计数器计到 59 时发生跳变，而计程时则是当计数器达到 99 时才产生一个跳变。（1）计程部分的电路符号图如下图示 511 所示：19图 511完成计程部分的主要源代码如下如所：if start=0 thenk1=“0000“;k0=“0000“;elsif stop=0thenif k0=“1001“ thenk0=“0000“;if k1=“1001“thenk1=

33、“0000“;elsek1=k1+1;end if;elsek0=k0+1;end if;end if;（2）计程部分的波形仿真图如图可以用图 512 所示：当 k0 计数达到 9 时 k1（即里程的十位数变为 1）20图 512 计程部分波形仿真图5.2.4 译码显示输出模块 译码显示输出模块是建立在内部系统和观测人之间的桥梁。通过译码显示模块，人们才能得到想要的信息。可见，它也是系统中一个必不可少的部分。1）这里的译码显示模块包括四个译码器和四个七段显示数码管。它可以根据需要在价格、时间、路程三者之间互相转换。通过对输入模块的选择信号判断，而显示计程车运行的状态，比如说计价多少、走了多长时

34、间、走了多少路程等。由数码管进行显示。七段显示数码管 （1）七段数码显示管的电路图符号图如下图 513 所示.图 513 七段数码显示管电路符号图（2）七段数码显示管的波形仿真图如下图 514 所示：图 5-14 七段数译码显示仿真图212）译码显示输出部分（1）的电路符号图如下图 515 所示：图 5-15 译码显示输出部分电路符号图 译码显示输出部分的主要代码如下：if f_1event and f_1=1thenif start=0 thenmin1=“0000“;min0=“0000“;km1=“0000“;km0=“0000“;cha3=“0000“;cha2=“0000“;cha1

35、=“0000“;cha0=“0000“;elsemin1=0min0=m0;km1=k1;km0=k0;cha3=c3;cha2=c2;cha1=c1;cha0=c0;end if;end if;（2）译码显示部分的仿真图如下图 516 所示：22图 5-16 译码输出部分仿真图5.2.5 整体原理与仿真1)出租车计费器首先通过传感器测出轮子是否有运动，如果没有开动，则自动开始记录时间，达到一定时间要加收时间等待费用，如果在一定的时间内运动了，则记录轮子的转圈数,从而自动计算出轮子转动的圈数的长度由此计算出出租车行驶的距离。出租车计费器的电路图符号如下图所示 5-15 所示：图 5-15 出租

36、车计费器的电路图符号2)整体仿真图如下图 4-15 所示：23图 4-15 出租车计费系统的仿真图5.2.6 结果分析从仿真图中我们可以看出此出租车计费器总共行使了 6 公里，在中途停车等待累计时间为 4 分钟，因此可以得出：总费用=10+1.9*6+1.5*4=25.6 公里。5.2.7 结论本课题实现现在已经存在一出租车计费器的一般功能，如计费，等待计时，里程计算，以及费用，时间和里程的显示功能。该设计的前期工作是围绕现有的出租车计费器，从它的软件方面做了深入细致的分析，然后再根据论文要求进行设计工作，在本次设计中我实现了现有出租车计费器的基本功能(即计费，计时，计程及显示功能)，基本达到

37、了这次毕业设计的基本要求。从设计收集资料的过程我了解到当前出租车计费器所存在的一些问题，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 、卡付费、语音报话、和电脑串行通信等功能。因此我认为未来的出租车计费器的研究工作将转向如何解决以上几个问题。6 结束语本次设计中我做了以下工作,收集资料，方案论证到方案确定并按确定方案进行概要设计。本系统是采用硬件描述语言按自顶向下的方法，将一个大的系统分成几个相对独立的模块分别设计，仿真，最后连成一个总的系统进行集中仿真。在设计过程中遇到了很多24问题如：1.在开始设计的时候没计编写程序流程图，也没有按照先整体后部分的原则结

38、果出现思路非常不清晰。2.查找资料的路径很单一，不知道从多方面查询，只将查找范围局限于网络论坛，因此很多资料并不是正确的而且还误导了自己。2.在编写程序的时候没有仔细分析所编模块的原理就开始编程，导致后来无法完成程序编写。3.编程过程中没弄清楚信号（signal）和变量(variable)的区别，没有能够正确的定义，导致程序出错，无法通过编译。4.在设计过程中对资料的没有进行很好的整理，显得杂乱无章等等一系列问题。5.本设计只完成了出租车计费器的一般功能，并无防作弊功能，因此还不适用于实际。6.本设计采用的是 LED 显示，也存在很大的不足，灵活性比较差，不便于升级。7.本设计也没有车票打印功

39、能，不适合用于实际。8.该计费器的输出显示用了八个数码管来显示，其实可以在译码输出部分中多设置一个输出控制模块，用来进行输出内容的选择控制，例如可以设置一个两位二进制数 choose信号“00” ，当它为 00 时选择输出计时的时间，当为“01”选择输出费用。当为“11”选择输出行路。这样设计可以节省四个数码管。这次毕业设计，是对我所学的专业知识是否踏实的检验，让我对所学知识进行了综合，也让我温习了一些已经快要淡忘的专业知识，并且还学到了一些实际经验。但我也充分认识到自身的许多不足：基础知识学得不够扎实，缺乏综合运用及理论联系实际的能力等。7 致谢首先感谢指导老师唐超老师严格并精心的为我批阅，

40、和耐心的指导，才使我完成了这篇论文的终稿，唐老师严谨的治学态度、活跃的学术思想、忘我的工作精神，给了我启迪和动力，是我今后学习工作的榜样。再次，感谢在论文写作中为我热情指导的朋友们我，更还要谢谢那些成功的学着们，他们的思想和学术成果给了我很大的启示。我一定再接再厉，不辜负大家的希望，限于水平较低，疏漏在所难免，观点与阐述不当之处，敬请唐超老师谅解。8 参考文献1何立民主著.单片机应用技术选编.北京航空航天大学出版社,2000.252张立，赵永健编著.现代电力电子技术. 科学出版社,1995.3余永权，李小青，陈林康编著.单片机应用系统的功率接口技术.北京航空航天大学出版社,1992.4张毅刚，

41、彭喜源，谭晓等编著.MCS-51 单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社,1997.5丁元杰主编.单片微机原理及应用. 机械工业出版社,1996.6胡汉才编著.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社,1996.7候伯亨，顾新.VHDL 硬件描述语言与数字逻辑电路设计.修订版.西安电子科技大学出版社,19998张昌凡.可编程逻辑器件及 VHDL 设计技术.广州：华南理工大学出版社,2001.9曾繁泰,陈美金.VHDL 程序设计.北京：清华大学出版社，2001.10潘松，黄继业.VHDL 实用教程.成都：电子科技大学出版社,2000.11杜钢著.16 位单片机原理及应用. 北京:中国电力出版社,20

42、07.12侯媛彬著.凌阳单片机原理及其毕业设计精选.北京:科学出版社,2006.13刘海成著.MCU-DSP 型单片机原理与应用-基于凌阳 16 位单片机.北京:北京航空航天大学出版社,2006.14朱月秀著.单片机原理与应用.北京:科学出版社.2004.15张毅刚 彭喜元 董继成等. 单片机原理及应用,北京:高等教育出版社,2004.16赵亮.单片机应用系统设计与产品开发M.北京:人民邮电出版社,2004.17http:/ 18http:/ 19http:/20http:/21http:/22http:/23http:/24http:/21张友德、赵志英：单片微型机原理、应用与实验D上海：复旦大学出版社 2005.1222李群芳：单片机原理接口与应用M北京：清华大学出版社，2005 年23基于 PROTEUS 的电路及单片机系统设计与仿真J张丽娜编著，北航大学出版社24魏永昌、单片机外围电路设计D北京，电子工业出版社 2006