基于fpga的出租车计费器的设计 演示文稿.ppt

基于FPGA的出租车计费器的设计,专 业： 电子信息工程 姓 名：学 号：指导老师：,山东理工大学毕业答辩,2,目 录,第一章 引言第二章 系统方案论证 第三章 总体方案设计 结论及展望致谢,3,第一章 引言,本设计方案利用VHDL语言和FPGA的结合，发挥它们各自的长处，分工清晰，实际使用和操作都能互相结合，容易被人接受。出租车的计费系统是VHDL的简单应用，使其实现了计程模块、计费模块、计时模块、译码动态扫描等的设计方法与技巧。,4,具体实现功能,（1）计价功能起步价：顾客上车，显示起步价10，行车距 离在3公里以内。里程价：起步10元，超过3公里按2元/公里计 费，当超过20元每公里3元。等待价：等待价格每5分钟1元，少于10秒不 计。超过一小时按照20元/小时计算。,5,（2）显示功能：显示等待时间：显示里程：精确到0.1公里显示计价：可显示总价，显示范围Z999.9元。（3）语音报价功能（拓展功能）（4）自检功能（拓展功能）（5）打印功能（拓展功能）顾客付费后可打印发票。,6,第二章 系统方案论证,计费部分： 用来采集出租车行驶里程， 算出总费用；显示部分： 完成费用、路程与时间的显 示。语音播报部分：完成费用与路程的播报，音 乐提示；,7,计费主控部分方案,方案一：主控部分采用单片机实现。 优 点： 功能比较强大，集成度日益增高且其设计 和控制比较容易。缺 点： 外围电路多，系统复杂，抗干扰性差，容 易死机或进入死循环，可靠性低，功耗高。方案二：利用可编程逻辑器件FPGA实现。优 点： 集成度高、逻辑功能强。走线灵活，便于 复杂功能的实现且具有研制周期短，设计 成本低，设计灵活性高，高性能的特点。缺 点：技术处于发展阶段,8,语音播报方案,方案一：采用专用语音芯片实现 优 点：该方案具有集成度高，线路简单，成本较 低，控制容易的优点。缺 点： 功能不是很强大方案二：采用MP3芯片实现优 点： 能够对音乐播放进行较好的控制，具有较 大的扩展空间 缺 点： 成本高，必须添加存储器。音频文件必须 专用下载器或USB通信，由计算机下载到 存储器中，系统比较复杂。,9,显示方案,方案一：采用LED（数码管）显示 优 点： 可以显示费用与里程，经济耐用。具有高 亮度，高刷新率，能提供宽达160的视 角。 缺 点：显示信息量少，不直观，不易理解方案二：采用LCD（液晶屏）显示优 点： 信息量丰富且直观易懂。功耗低，体积 小，质量轻，寿命长，不产生电磁辐射污 染。 缺 点： 亮度低可视角度低，成本高。,10,第三章 总体方案设计,11,3.1 系统总体框图,图3-1 出租车计费系统主要组成,12,3.2 分频器模块设计,图3-2 分频器模块,图3-3 分频器仿真图,13,3.3 里程计费模块,图3-4 计费模块,图3-5 计费模块时序仿真图,14,3.4 等待计时模块设计,图3-6 等待计时模块,图 3-7 等待计时模块时序仿真图,15,3.5 等待时间费用功能及设计,图3-8 等待时间费用模块图,图3-9 等待时间费用时序仿真图,16,3.6 加法器模块设计,图3-10 加法器引脚图,图3-11 加法器功能仿真图,17,3.7 进制转换功能模块及设计,图3-12 进制转换模块,图 3-13 进制转换时序仿真图,18,3.8 数据选择器模块及设计,当液晶需要显示总费用的十位时，状态机将当前液晶需要显示的地址通过add发送给数据选择器，这时数据选择器街道地址将shuju7上的数据读入，并由shujuout输出给状态机。,图3-14 数据选择器模块,19,3.9 显示功能模块及设计,图3-15 显示功能模块,图3-16 显示状态机仿真图,20,3.10 系统综合,图3-17 系统顶层图,21,3.11 器件配置,图3-18 引脚分配图,3-19 系统综合编译结果,22,3.12 电源电路,图3-20 电源电路,23,3.13 显示电路,图3-21 LCD12864与FPGA连接图,24,3.14 语音电路,图3-22 语音播放电路,25,结论及展望,经过多次改正，每个模块经仿真都能达到预定要求，经过自检电路模拟车轮信号，检测到计费模块，记程模块，等待时间模块，等待计费模块，加法器，进制转换器，数据选择器，液晶控制器等均能正常工作，且基于FPGA的出租车计费器不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题，而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低，特别是对小批量、多品种的产品需求，基于FPGA的出租车计费器已成首选，所以我相信本设计将会有很好的应用前景。 这次设计实现的功能有限，经过我的设想该系统还可以作如下改进：1、将整个系统的外围电路设计制成印刷电路板。最后将各个组成部分安装组成一个整体系统，并进行性能测试，直到满足设计要求为止。2、