出租车专业系统设计.doc
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1、出租车计费系统设计 功能分析本设计重要简介了出租车计费系统设计思路和过程,并给出了所涉及有关知识详细简介。EDA技术应用,单片机功能及应用,传感器检测技术,VHDL编程语言及汇编语言程序,显示系统设计及按键控制,当前,普遍出租车计费器仅仅具备时钟,起步价,里程计费,等待计费及显示几种功能。其发展前景是可观,将来产品除具备这些功能外,此外还可增长如下功能:防作弊功能,IC卡付费:顾客能在制定点购买一定额度顾客IC卡,乘车后可用IC卡付帐,付帐与否成功有相应提示。车主可定期将总营业额写入车主IC卡中,并据此IC卡向所属公司领取报酬。车票资料打印:顾客付费后可打印发票,打印内容涉及车主信息和车费信息
2、等。可打印车主总营业额信息。语音播报:当乘客上车时,可自动问候乘客,当到达目地,自动播报乘车费用并礼貌再会,表达但愿下次乘坐意思。增长这些功能将会更好地为乘客服务。计费及显示 里程,即汽车行程里程,用四位数字显示,显示方式为XXX.X,单位为,精准到0.1。 单价,即里程单价,用三位数字显示,显示方式为X.XX,单价为元/,依照每天不同步间段有两种状况:当时间段为06:0023:00时单价为1.4元/,其她时间段内单价为1.80元/。 等待时间,用四位数字显示分钟和秒,显示方式为XX:XX,等待定义是:当汽车行驶速度不大于或等于12/h时为等待。在等待时间不不大于1小时状况下,可以不显示等待时
3、间,但必要对等待时间进行记录计算。 等待单价,等待单价有两种状况:在等待时间不大于1小时状况下,等待单价为1元每5分钟;在等待时间不不大于1小时状况下,等待单价为20元每小时。 费用计算,出租车起价为5.00元,当里程不大于2时,按起价计算费用;当里程不不大于2时按下式计算费用:费用=里程*里程单价+等待时间*等待单价。 费用显示,用五位数字显示,显示方式为XXX.XX,单价为元。时钟及显示 当出租车在普通运营状态下,应能显示当前时间,在汽车熄火状况下,时钟必要正常运营,但是可以不显示时钟.计费开始提示 当出租车载上乘客并起步后,将空车批示牌扳倒时,空车批示牌里批示灯熄灭,并有语音或灯光提示信
4、号。功能模块设计 依照系统设计规定,将整个测控FPGA系统CZJFXT分为七个模块,它们分别是:分频器模块FPQ,等待鉴别模块DDPB,里程计算模块LCJS,里程计费模块LCJF,等待计时模块DDJS,等待计费模块DDJF,输出数据选取模块SCXZ。分频器模块FPQ:将外部时钟信号SCLK(设计时假设为1024HZ)通过恰当分频后,产生1HZ系统工作用基准时钟信号CLK1HZ,供应系统中关于模块计时用。等待鉴别模块DDPB:依照速度传感器脉冲信号WCLK和分频器产生基准时钟信号CLK1HZ,计算单位时间里WCLK脉冲个数(每产生1000个脉冲信号,即每米产生1个脉冲信号),亦即出租车行驶速度,
5、从而鉴别出租车与否处在等待状态,发出等待标志信号DDBZ。当速度不不大于12/H,即速度不不大于200M/MIN时,出租车处在运营状态,这时等待标志DDBZ=0;当速度不大于等于12/H,即速度不大于等于200M/MIN时,出租车处在等待状态,这时等待标志DDBZ=1。该模块VHDL程序设计可分为三个进程:60S周期性跳变信号产生进程,每分钟行驶距离计算进程,等待标志鉴别进程。等待标志鉴别进程就是比较每分钟WCLK脉冲个数与等待状态WCLK脉冲临界个数200大小,从而拟定DDBZ赋值。里程计算模块LCJS:依照速度传感器脉冲信号WCLK和等待标志DDBZ,对出租车行驶里程数XSLC进行计算,同
6、步发出里程标志信号LCBZ和里程计费标志信号JFBZ。如果LCBZ=1,阐明行驶距离超过2,里程计费启动;如果LCBZ=0,阐明没超过2,按起价计费,每行驶1应计费1次,并且计费启动信号应是某一时刻,因而每行驶1,计费标志信号JFBZ应跳变1次。该模块VHDL程序设计可分为两个进程:里程计算及标志产生进程,产生计费信号进程。产生计费信号进程就是每行驶10百米(即1)JFBZ由低电平0变为1,通过一种系统时钟周期后JFBZ又回答到低电平0,里程计费模块LCJF就是在JFBZ脉冲信号上升沿到来时进行计费加法操作。里程计费模块LCJF:在计费标志信号JFBZ,等待标志信号DDBZ,里程标志信号LCB
7、Z和时段标志信号SDBZ等信号控制下,计算行驶里程超过2以上里程费用LCFY。该模块VHDL程序是通过由各种条件控制加法进程来完毕里程计费,里程计费条件是在DDBZ=0,并且在JFBZ上升沿依照SDBZ分别进行加法计费操作。当SDBZ=1时,表达在06:0023:00时段,其单价SD1为1.4元/;当SDBZ=0时,表达其她时段,其单价SD2为1.8元/。如果LCBZ=1,阐明行驶距离超过2,里程计费启动;如果LCBZ=0,阐明没超过2,按起价计费。等待计时模块DDJS:在等待标志信号DDBZ和基准时钟信号CLK1HZ控制下,进行等待时间DDSJ计算,其中DDSJ低8位表达等待时间秒数,DDS
8、J高8位表达等待时间分钟数,同步依照等待时间长短发出一种熄灯标志信号XDBZ。当等待时间不大于等于1小时,XDBZ=0,等待时间显示灯亮;当等待时间不不大于1小时,XDBZ=1,等待时间显示不亮。该模块VHDL程序是通过一种多层嵌套加法进程来完毕等待计时。等待计费模块DDJF:在等待标志信号DDBZ和熄灯标志信号XDBZ控制下,进行等待费用DDFY计费操作。该模块VHDL程序涉及两个进程:60S周期性跳变信号产生进程,等待费用计算进程。等待费用计算条件是在DDBZ=1并且在60S周期性跳变信号T60S上升沿,依照XDBZ分别进行加法计费操作。当DDBZ=1且XDBZ=0时,按1元/5分钟,即2
9、0分/分钟计费;当DDBZ=0且XDBZ=1时,按20元/小时,即33分/分钟计费。输出数据选取模块SCXZ:依照单片机发出数据传播选取控制信号SEL,选取关于计算解决成果传播给单片机。硬件电路设计1.1 系统构成以CPLD/FPGA为主体,设计并制作一台出租车计费系统,系统方框图如图14.1所示。 图1.1 出租车计费系统方框图1.1.1计费及显示 (1) 里程,即汽车行驶里程,用四位数字显示,显示方式为“XXX.X”,单位为km,精准到0.1 km。 (2) 单价,即里程单价,用三位数字显示,显示方式为“X.XX”,单价为元/km,依照每天不同步间段有两种状况:当时间段为06:0023:0
10、0时单价为1.40元/km,其她时间段内单价为1.80元/km。 (3) 等待时间,用四位数字显示分钟和秒,显示方式为“XX:XX”,等待定义是:当汽车行驶速度不大于或等于12 km/h时为“等待”。 (4) 等待单价,等待单价有两种状况:在等待时间不大于1小时状况下,等待单价为1元每5分钟;在等待时间不不大于1小时状况下,等待单价为20元每小时。 (5) 费用计算,出租车起价为5.00元,当里程不大于2 km时,按起价计算费用;当里程不不大于2 km时按下式计算费用: 费用=里程里程单价+等待时间等待单价 (6) 费用显示,用五位数字显示,显示方式为“XXX.XX”,单价为元。1.1.2 时
11、钟及显示 当出租车在常运状态下,应能显示当前时间。在汽车熄火状况下,时钟必要正常运营,但是可以不显示时钟。 1.1.3 计费开始提示 当出租车载上乘客并起步后,将空车批示牌扳倒时,空车批示牌里批示灯熄灭,并有语音或灯光提示信号。 1.2 系统设计方案 1.2.1 系统总体设计方案 本系统拟采用单片机和FPGA结合进行系统主体设计,系统原理框图如图1.2所示。 图1.2 出租车计费系统总体原理框图1.2.2 测控FPGAVHDL程序设计 依照系统设计规定,咱们可将整个测控FPGA系统CZJFXT分为七个模块,它们分别是:分频器模块FPQ,等待鉴别模块DDPB,里程计算模块LCJS,里程计费模块L
12、CJF,等待计时模块DDJS,等待计费模块DDJF,输出数据选取模块SCXZ。其内部构成原理图如图1.3所示。 分频器模块FPQ:将外部时钟信号SCLK(设计时假设为200 Hz)通过恰当分频后,产生1 Hz系统工作用基准时钟信号CLK1HZ,供系统中关于模块计时用。等待鉴别模块DDPB:依照速度传感器脉冲信号WCLK和分频器产生基准时钟信号CLK1HZ,计算单位时间里WCLK脉冲个数(每km产生1000个脉冲信号,即每米产生1个脉冲信号),亦即出租车行驶速度,从而鉴别出租车与否处在等待状态,发出等待标志信号DDBZ。 里程计算模块LCJS:依照速度传感器脉冲信号WCLK和等待标志DDBZ,对
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