出租车计费系统设计与分析开题报告.doc

河北联合大学

本科生毕业设计开题报告

题目： 出租车计费系统的设计

学 院： 信息工程学院
专 业： 电子信息科学与技术
班 级： 08电科2班
姓 名： * * *
学 号： 200812010225
指导教师： *** 教授

2012 年 3 月 10 日

一、选题背景（含题目来源、应用性和先进性及发展前景等）
1.所选课题的题目：
出租车计费系统的设计。

2.研究课题的目的和意义：
随着中国城市化进程的快速发展，出租出车作为一种重要的交通工具，被越来越多的人所选用。传统的出租车计费器使用了十几年，如以89S51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，在稳定性、成本、以及使用习惯上都具有一些优势。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。而FPGA 等数字可编程器件的出现彻底解决了这些问题，FPGA不同逻辑可以并行执行,可以同时处理不同任务,从而使FPGA工作更有效率，同时可以根据不同的需要来设计不同模块，能够很快的实现其需要的功能。
本设计的主要任务是设计一个具有计费及显示、时钟及显示、计费开始提示等功能的出租车计费系统。本课题所研制的出租车计费系统从设计原理上综合了传统的硬件电路，采用VHDL语言和自顶而下的设计方法，大大缩短了研究的时间周期，易于做设计的修改和把相应的修改并入设计文件中。
此外，本设计是利用QuartusⅡ软件完成的，QuartusⅡ软件良好的仿真和综合功能，使设计十分方便，只利用软件就可以实现对设计的验证和调试。该计费系统在时间历程上的计费有很大的调节范围，以满足不同情况的不同要求。本课题研制的计费系统，具有新颖、结构简单、高性能、操作控制灵活的特点，具有很大的市场开发、应用前景。

3.和本课题有关的国内外研究现状：
近年来计算机技术及微电子器件在工程技术中应用十分广泛，在此基础上发展起来的智能仪器仪表无论是在测量的准确度、可靠性、自动化程度、运用功能方面，还是在解决测量技术与控制技术问题的深度及广度方面都有迅速的发展。在此背景下各仪器仪表开发制造商都争先推出新一代的智能化产品，我国不少生产电子仪器仪表的厂家，其产品绝大多数还停留在二十世纪七、八十年代的技术水平，产品多数是由MSI器件和分离元件电路组成，已不具有市场竞争力。
采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试，对于模式的切换需要用到机械开关，机械海关时间久了会造成接触不良，功能不易实现。为此我们采用了单片机进行设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻而易举的实现，避免了机械开关带来的不稳定因素。用更加精良的计费系统莱维乘客提供更加方便快捷的服务。

二、设计方案（含设计主要内容、方法手段及预期达到的目标等）
1.研究目标：
研究QuartusⅡ环境下运用VHDL语言设计出租车计费器的具体方法和步骤，最终目标是获得实用性强的基于FPGA的出租车计费系统。

2.研究内容：
1、计费及显示
（1）、里程，即行驶里程，用四位数字显示，显示方式为“XXX.X”,单位为Km。
（2）、单价，即里程单价，用三位数字显示，显示方式为“X.XX”，根据每天不同的时间段有两种情况：
①当时间段为06：00—23：00时单价为1.40元/Km；
②当时间段为23：00—06：00时单价为1.80元/Km。
（3）、等候时间，用四位数字显示分钟和秒，显示方式为“XX：XX”，等候的定义是当汽车行驶速度小于或等于12Km/h时为等候。
（4）、等候单价，有两种情况：
①在等候时间小于1小时下，等候单价为1元每五分钟，
②在等候时间大于1小时下，等候单价为20元每小时。
（5）、费用的计算，出租车的起价为5.00元，当里程小于2Km时，按起步价计算费用；当里程大于2Km时按以下计算费用：
费用=起步费+（里程—2）×里程单价+等待时间×等待单价
（6）、费用的显示，用五位数字显示，显示方式是“XXX.XX”，单价为元。
2、时钟及显示
当出租车在常态下，显示当前的时间。在汽车熄火的情况下，时钟必须正常运行，但可以不显示时钟。
3、计费开始提示
当出租车载上乘客并起步后，将空车指示牌搬到时，空车指示牌的指示灯熄灭，并有灯光提示信号。

3.研究方法：
系统拟采用单片机和FPGA的结合进行系统的主体设计。

三、进度安排
1至2周 查阅资料，确定方案。
3至4周 进行前期的总体框架设计，设计流程大纲，作开题报告
5至6周 开始着手中期报告。
7至10周 了解器件功能，进行全面设计。
11至13周 软件编程，设计方案。
14至15周 撰写论文，完成翻译。
16周 定稿，答辩。

四、参考文献（外文参考文献不少于2篇）

[1]潘松，黄继业 编著.EDA技术与VHDL(第二版）[M] 清华大学出版社 2007.
[2]李国丽，朱维勇，何剑春 编著. EDA与数字系统设计（第二版）[M] 机械工业出版社 2009.
[3] 求是科技．VHDL应用开发技术与工程实践[M]．北京：人民邮电出版社，2005-1-1
[4]林愿. 基于CPLD／FPGA的出租车计费器系统的设计实现[J]. 国外电子元器件, 2007,2007年第7期:25-28
[5]龚军，罗杰. 基于CPLD的出租车计费系统设计[J]. 电子元器件应用.2008,第10卷第6期:51-56
[6]姚利彬，许勇，潘明. 基于FPGA的出租车计费系统的设计与实现[J]. 电子设计工程,2011, 第19卷 第23期:166-170
[7]高健,刘向峰,赖谨,戴路红. 基于Verilog HDL 出租车计费系统的研制[J]. 实验室研究与探索,2004,第23卷第10期:49-51
[8]甘历．VHDL应用与开发实践[M]．北京：科学出版社，2003-5．
[9]齐洪喜，陆颖．VHDL电路设计实用教程[M]．北京：清华大学出版社，2004-6-1．
[10]陈耀和．VHDL语言设计技术[M]．北京：电子工业出版社，2004-3．
[11]布朗．数字逻辑与VHDL设计[M]．北京：清华大学出版社，2005．
[12]AT89C51 DATA SHEEP[M] Philips Semiconductors 1999.dec
[13] Yang.Y.,Yi.J.,Woo,Y.Y.,and Kim.B.:‘Optimum design for linearity and efficiency of microwave Doherty amplifier using a new loadmatching technique’, Microw. J.[J],2001,44,(12),pp.20–36
指导教师意见：

指导教师签字：

年 月 日
院毕业设计（论文）领导小组意见：

负责人签章：

年 月 日