基于fpga的出租車計費系統(tǒng)的設計畢業(yè)設計

[鍵入文字]PAGE24PAGE23基于FPGA的出租車計費系統(tǒng)的設計摘要隨著我國市場經濟的發(fā)展，交通也越來越便利，特別是計程車，以快捷、方便的特點早已盛行各個城市，成為城市交通的重要工具。計程車市場從90年代初的起步階段到現在已經進入了高峰期。隨著城市化水平的提高和人民生活水平的改善，計程車的服務也就顯得越來越重要。因此計程車計價器也就應運而生了。在本設計中主要是通過VHDL語言來編程實現計費系統(tǒng)的四個功能塊：分頻模塊，控制模塊，計量模塊和譯碼顯示模塊，最后使用MAX+PLUSII軟件來對程序進行仿真，以模擬實現出租車的啟動，停止以及等待等過程中的計時，計程和計費功能。并將各功能模塊的結果通過動態(tài)譯碼掃描模塊輸出到顯示模塊進行顯示。即通過顯示模塊顯示出租車所行駛的路程，出租車等待的時間和出租車分別在等待過程中的費用和行駛過程中的費用。關鍵字:VHDL語言；MAXPLUSII；出租車；計費器目錄1緒論 51.1研究的意義 51.2當前國內外的研究現狀 51.3本課題的目的 51.4本論文的章節(jié)安排 62VHDL和FPGA的簡介 72.1VHDL的介紹 72.2FPGA的介紹 73Max+plusII平臺簡介 93.1概述 93.2Max+plusII的特點 94設計方案的簡介及比較 114.1基于單片機出租車計費器設計方案 114.1.1硬件各模塊的功能 114.1.2程序設計模塊 124.2基于FPGA的出租車計費器的設計方案 124.3兩種方案的比較 134.4方案的確定 135出租車計費系統(tǒng)的設計 145.1整體方案設計 145.1.1設計的主要技術指標 145.1.2整體設計方案的實現 145.2模塊的設計 155.2.1秒分頻模塊 155.2.2控制模塊 165.2.3計量模塊 175.2.4譯碼顯示輸出模塊 215.2.5整體原理與仿真 235.2.6結果分析 245.2.7結論 241緒論1.1研究的意義隨著我國市場經濟的發(fā)展，交通也越來越便利，特別是計程車，以快捷、方便的特點早已盛行各個城市，成為城市交通的重要工具。計程車市場從90年代初的起步階段到現在已經進入了高峰期。隨著城市化水平的提高和人民生活水平的改善，計程車的服務也就顯得越來越重要。因此計程車計價器也就應運而生了。1.2當前國內外的研究現狀目前市場上使用的出租車計費器主要采用的都是利用MCU如89C51單片機實現的計費器設計，顯示方式上主要采用的是固定顯示內容的LED顯示。傳統(tǒng)的出租車計費器由于發(fā)展使用了十幾年，在穩(wěn)定性、成本、以及使用習慣上都具有一些優(yōu)勢，但是隨著出租車價格市場化，我國加入WTO以來主導出租車行業(yè)成本的許多因素主要包括油價的波動，都對傳統(tǒng)的出租車計費器提出了更高的要求。近一年來，各大城市都在對出租車價格進行調整，由于數量太多，很多城市的調價甚至需要一個月的時間才能完成，經常會同一時間出現幾個價格，有的城市的出租車上還會出現司機人工計價的尷尬情形。這些都暴露了傳統(tǒng)計費器在靈活性和升級換代能力的不足。傳統(tǒng)計費器的不足可以體現在以下幾點：1）品更新周期長傳統(tǒng)計費器利用MCU如89C51單片機實現汽車計費器的設計，大部分的功能可以用單片機來實現。但是單片機程序是不通用的，不同的芯片有不同的指令集，因此設計研發(fā)比較困難，周期長，如果系統(tǒng)設計的不好，則系統(tǒng)不是很穩(wěn)定，而且靈活度不夠，不易實現功能復雜的設計。2）計價方式的不靈活每次計價標準的修改都需要將芯片從新燒錄，使得每次調價都需要耗費大量的人力物力，很難達到目前油價聯(lián)動的需求。1.3本課題的目的考慮到目前出租車行業(yè)迅猛發(fā)展的趨勢以及對計費器更高的靈活性要求，本設計希望嘗試一些新的方法來予以解決以上問題。1）利用FPGA取代MCU隨著FPGA等數字可編程器件的出現解決傳統(tǒng)電子設計不能完成的任務，利用FPGA來實現出租車計費器。可行性很高，而且電路簡單，大大減少外圍器件，可以用軟件完全仿真，靈活度高，可以設計一些復雜的系統(tǒng)，而且編好的系統(tǒng)可以在不同的FPGA或CPLD芯片上通用。FPGA能完成任何數字器件的功能，使用FPGA來開發(fā)數字電路，可以大大縮短設計時間，減少PCB面積，提高系統(tǒng)的可靠性。同時由于FPGA的功能完全取決于VHDL語言編寫的程序，不拘泥于某種芯片的特殊指令，更加提高了產品的更新?lián)Q代能力。2）增加計價標準設定功能通過設計此功能模塊可以使得計價標準設計更加靈活，體現目前出租車行業(yè)發(fā)展的需要，使運價、油價聯(lián)動成為可能。1.4本論文的章節(jié)安排本文在第2章介紹了VHDL語言的特點和FPGA的基本原理。第3章主要是對MAX+PLUSII進行了簡要的介紹。第4章介紹了當前兩種主要出租車設計方案和這兩種方案的比較。第5章是對基于FPGA設計方案的詳細設計。2VHDL和FPGA的簡介2.1VHDL的介紹VHDL的英文全名是Vry_High_SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage,被認為是標準硬件描述語言，有專家認為，在新世紀中，VHDL與VerilogHDL語言將承擔起幾乎全部的數字系統(tǒng)設計任務。VHDL主要用于描述數字系統(tǒng)的結構、行為、功能和接口。除了含有許多具有硬件特征的語句外，VHDL的語言形式和描述風格與句法十分類似于一般的計算機高級語言。VHDL的程序結構特點是將一項工程設計，或稱設計實體（可以是一個元件、一個電路模塊或一個系統(tǒng)）分成外部（或稱可視部分，即端口）和內部（或稱不可視部分），即設計實體的內部功能和算法完成部分。在對一個設計實體定義了外部界面后，一旦內部開發(fā)完成后，其他的設計可以直接調用這個實體。這種將設計實體分成內外部分的概念是VHDL系統(tǒng)設計的基本點。隨著EDA技術的發(fā)展，使用硬件語言設計FPGA成為一種趨勢。借用MAXPLUSII或QuartusII等軟件用VHDL語言開發(fā)FPGA的完整流程為：1）文本編輯：用任何文本編輯器都可以進行，也可以用專用的HDL編輯環(huán)境。通常VHDL文件保存為.vhd文件。2）功能仿真：將文件調入HDL仿真軟件進行功能仿真，檢查邏輯功能是否正確也叫前仿真，對簡單的設計可以跳過這一步，只在布線完成以后，進行時序仿真）。3）邏輯綜合：將源文件調入邏輯綜合軟件進行綜合，即把語言綜合成最簡的布爾表達式和信號的連接關系。邏輯綜合軟件會生成.edf（edif）的EDA工業(yè)標準文件。4）布局布線：將edf文件調入PLD廠家提供的軟件中進行布線，即把設計好的邏輯安放到PLD/FPGA內。5）時序仿真：需要利用在布局布線中獲得的精確參數，用仿真軟件驗證電路的時序（也叫后仿真）。6）編程下載：確認仿真無誤后，將文件下載到芯片中。.sof文件用于直接下載到芯片（掉電后會消失），.pof文件用于rom芯片下載（掉電后不消失）。2.2FPGA的介紹FPGA是現場可編程門陣列（FieldProgramableGateArray)的簡稱，FPGA是電子設計領域中最具活力和發(fā)展前途的一項技術，它的影響絲毫不亞于70年代單片機的發(fā)明和使用。actel公司于2005年1月24日在美國加利福尼亞總部發(fā)布了它的ProASIC3和ProASIC3E系列的FPGA。這是該公司第三代的基于Flash的可編程邏輯方案。這些新的SIC3最低價將達到1。5美元，代表了全球最低成本的FPGA，并且相對于基于SRAM的FPGA來說具有保密的優(yōu)勢。基于Flash的FPGA可以提供加密、低功耗、上電工作、可重復編程的方案。目前生產FPGA的公司主要有Xilinx、Altera、Actel、Lattice、QuickLogic等生產的FPGA品種和型號繁多。盡管這些FPGA的具體結構和性能指標各有特色，但它們都有一個共同之處，即由邏輯功能塊排成陣列，并由可編程的互連資源連接這些邏輯功能塊，從而實現不同的設計。典型的FPGA通常包含三類基本資源：可編程邏輯功能塊、可編程輸入/輸出塊和可編程互連資源。可編程邏輯功能塊是實現用戶功能的基本單元，多個邏輯功能塊通常規(guī)則地排成一個陣列結構，分布于整個芯片；可編程輸入/輸出塊完成芯片內部邏輯與外部管腳之間的接口，圍繞在邏輯單元陣列四周；可編程內部互連資源包括各種長度的連線線段和一些可編程連接開關，它們將各個可編程邏輯塊或輸入/輸出塊連接起來，構成特定功能的電路。用戶可以通過編程決定每個單元的功能以及它們的互連關系，從而實現所需的邏輯功能。不同廠家或不同型號的FPGA，在可編程邏輯塊的內部結構、規(guī)模、內部互連的結構等方面經常存在較大的差異。3Max+plusII平臺簡介3.1概述Max+plusII是Altera公司推出的第三代PLD開發(fā)系統(tǒng)(Altera第四代PLD開發(fā)系統(tǒng)被稱為：QuartusII，主要用于設計新器件和大規(guī)模CPLDFPGA)。使用MAX+PLUSII的設計者不需精通器件內部的復雜結構。設計者可以用自己熟悉的設計工具（如原理圖輸入或硬件描述語言）建立設計，MAX+PLUSII把這些設計轉自動換成最終所需的格式。其設計速度非?？?。對于一般幾千門的電路設計，使用MAX+PLUSII，從設計輸入到器件編程完畢，用戶拿到設計好的邏輯電路，大約只需幾小時。設計處理一般在數分鐘內完成。特別是在原理圖輸入等方面，Maxplus2被公認為是最易使用，人機界面最友善的PLD開發(fā)軟件。3.2Max+plusII的特點1）開放的界面Altera的工作與EDA廠家緊密結合，使MAX＋PLUSII軟件可與其它工業(yè)標準的設計輸入．綜合與校驗工具相連接。設計人員可以使用Altera或標準EDA設計輸入工具來建立邏輯設計，使用MAX＋PLUSII編譯器(Compiler)對Altera器件設計進行編譯，并使用Altera或其它EDA校驗工具進行器件或板級仿真。目前，MAX＋PLUSII支持與Cadence、Exemplarlogic、MentorGraphics、Synopsys、Synplicity、Viewlogic和其它公司的EDA工具的接口。2）多平臺MAX＋PLUSII軟件可基于486、奔騰PC機的WINDOWSNT3。51或4。0、WINDOWS95、WINDOWS98下運行，也可在SunSPACStations，HP9000Series700／800和IBMRISCSystem／6000工作站上運行。3）完全集成化MAX＋PLUSII的設計輸入、處理與校驗功能全部集成在統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境下，這樣可以加快動態(tài)調試，縮短開發(fā)周期。4）豐富的設計庫MAX＋PLUSII提供豐富的庫單元供設計者調用，其中包括74系列的全部器件和多種特殊的邏輯宏功能（Macro—Function）以及新型的參數化的兆功能（Mage—function）。調用庫單元進行設計，可以大大減輕設計人員的工作量，也可成倍地縮短設計周期。5）模塊化工具設計人員可以從各種設計輸入、處理和校驗選項中進行選擇從而使設計環(huán)境用戶化，必要時，還可以根據需要添加新功能。由于MAX＋PLUSII支持各種器件系列，設計人員不必學習新工具即可支持新結構。6）硬件描述語言（HDL）MAX＋PLUSII軟件支持各種HDL設計輸入選項，包括VHDL、VerilogHDL和Altera自己的硬件描述語言AHDL。7）Megacore功能Megacore功能是為復雜的系統(tǒng)級功能提供的，經過校驗的HDL網表文件，它能使FLEX10K、FLEX8000、FLEX6000、MAX9000和MAX7000器件系列實現最優(yōu)化的設計。充分利用這些Megacore功能會使設計人員的設計任務大大減輕，可把更多的精力投入到改進各種設計和最終的產品上。8）Opencore特性MAX＋PLUSII軟件具有開放核的特點，它允許設計人員添加自己認為有價值的宏函數。4設計方案的簡介及比較當今國內外出租車計價器的設計方式主要有兩種，一種是基于單片機的出租車計價器的設計，另一種是基于FPGA的出租車計價器的設計。4.1基于單片機出租車計費器設計方案4.1.1硬件各模塊的功能1)鍵盤控制功能是啟動出租車計價器，改變出租車計價器的狀態(tài)如運行、等待計時、不同計費模式的切換。2)掉電存儲用來存取計費器的狀態(tài)信息和計費信息。3)里程計算單元是通過安裝傳感器檢測到的信號，送到單片機，經處理計算,送給顯示單元。4)利用單片機豐富的IO端口，實現基本的里程計價功能和價格調節(jié)、時鐘顯示功能。5)用單片機實現出租車計價器的開發(fā)。外圍電路較多，調試復雜，抗干擾能力差，特別對這種計程車的計價器需要長時間不間斷運作的系統(tǒng)，由于主要是軟件運作，容易出錯，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。6)出租車計費器的原理框圖如下圖4-1所示：掉電存儲掉電存儲里程計算單元單片機鍵盤控制總金額顯示單價顯示串口顯示驅動電路圖4-1基于片機的計費器原理框圖4.1.2程序設計模塊1)主程序模塊在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、出租車起價和單價的初始化、中斷向量的設計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設置啟動/清除標志寄存器、里程寄存器和價格寄存器，并對它們進行初始化。然后，主程序將根據各標志寄存器的內容，分別完成啟動、清除、計程和計價等不同的操作。2)定時中斷服務程序在定時中斷服務程序中，每100ms產生一次中斷，當產生10次中斷的時候，也就到了一秒，送數據到相應的顯示緩沖單元，并調用顯示子程序實時顯示。3)里程計數中斷服務程序每當霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機中斷一次，當里程計數器對里程脈沖計滿1000次時，就有程序將當前總額，使微機進入里程計數中斷服務程序中。在該程序中，需要完成當前行駛里程數和總額的累加操作，并將結果存入里程和總額寄存器中。4)中途等待中斷服務程序當在計數狀態(tài)下霍爾開關沒有輸出信號，片內的T1定時器便被啟動，每當計時到達10分鐘，就對當前金額加上中途等待的單價，以后每十分鐘都自動加上中途等待的單價。當中途等待結束的時候，也就自動切換到正常的計價。(5)顯示子程序服務程序由于是分屏顯示數據，所以就要用到4個顯示子程序,分別是:時分秒顯示子程序（HMS_DIS）、金額單價顯示子程序（CP_DIS）、路程單價顯示子程序(DP_DIS)、單價調節(jié)子程序(PA_DIS)。6）鍵盤服務程序鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當沒有按鍵按下的時候，單片機循環(huán)主程序,一旦右按鍵按下，便轉向相應的子程序處理，處理結束再返回。4.2基于FPGA的出租車計費器的設計方案基于FPGA的出租車計費是外部輸入模塊，控制模塊和顯示模塊三部分組成?？刂颇K是整個系統(tǒng)的核心。它是由分頻模塊，控制模塊，計量模塊和譯碼顯示模塊構成。1)分頻模塊：分頻模塊是對系統(tǒng)時鐘進行分頻以得到低頻系號。2)控制模塊：控制模塊主要是完成對計費器狀態(tài)的控制。3)計量模塊：計量模塊完成計價，計時和計程的功能。4)譯碼顯示模塊：譯碼顯示模塊完成計價，計時和計程數據顯示。計費數據送入譯碼顯示模塊譯碼，最后送至以百元，十元，元，角為單位對應的數碼管上顯示。計時數據送入譯碼顯示模塊進行譯碼，最后送至以分為單位對應的數碼管上顯示。計程數據送入譯碼顯示模塊進行譯碼，最后送至以Km為單位的數碼管上顯示。5)基于FPGA的出租車計費器原理組成框圖如圖4-2所示：圖4-2基于FPGA的計費器原理組成框圖4.3兩種方案的比較1)方案一的開發(fā)及制作成本較低，能較大程度地利用資源，但外圍電路較多，調試復雜，抗干擾能力差，特別對這種計程車的計價器需要長時間不間斷運作的系統(tǒng)，由于主要是軟件運作，容易出錯，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。2)方案二將所有器件集成在一塊芯片上，體積大大減小的同時還提高了穩(wěn)定性，且可應用EDA軟件仿真，調試，易于進行功能擴展，外圍電路較少，采用硬件邏輯電路實現，其最大的優(yōu)點是穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，非常適合作為計程車的計價器系統(tǒng)的控制核心。4.4方案的確定從以上兩種方案的比較可以看出基于FPGA的設計方案要優(yōu)于基于單片機的設計方案基于FPGA的設計方案穩(wěn)定性更強且相對于單片機的設計方案來說它更易于將來進行功能擴展。因此我確定采用基于FPGA的出租車計費器的設計方案。5出租車計費系統(tǒng)的設計5.1整體方案設計5.1.1設計的主要技術指標實現計程車的計價器功能。一方面實現基本功能時，包括在行程中滿足3公里以內計起步價10元，以后以1.9元/公里計費。處于等待的狀態(tài)下滿足2分鐘以內計2元，以后以1.5元/分計費。另一方面多功能的實現，計價器可以根據要求顯示需要的內容，可以根據選擇鍵選擇顯示總費用，總行程數和總乘車時間等等。1)計價范圍：0～999.9元；計價分辨率：0.1元；2）計程范圍：0～99公里；計價分辨率：1.9公里；3）計時范圍：59分；計時分辨率：1分鐘；5.1.2整體設計方案的實現出租車計費器的控制系統(tǒng)以FPGA為核心控制器。如圖5-1所示，主要分為四個模塊。分別為：秒分頻模塊、控制模塊、計量模塊和譯碼顯示模塊。秒分頻模塊使整個系統(tǒng)的同步工作，把系統(tǒng)提供的32M的晶振頻率進行分頻，得到所需要的秒信號（便于在以后的計時中用到）。控制模塊是整個系統(tǒng)的核心部分，對各個部分起到了調控的作用。對計程車的工作狀態(tài)進行具體的定義。計量模塊也是系統(tǒng)中一個十分重要的模塊，它分為三個部分，分別為計價部分、計時部分和計程部分，是出租車計費系統(tǒng)多功能實現的保證。最后一個譯碼顯示模塊作用在于把計費器的工作情況（價錢、行程數、行程時間）反饋給乘客。四個模塊有機地結合在一起，實現了基于FPGA出租車計費系統(tǒng)的設計。圖5-1出租車計費器組成方框圖5.2模塊的設計5.2.1秒分頻模塊1）秒分頻的對頻率為100Hz的輸入脈沖進行分頻，得到頻率為1Hz的頻率。分頻模塊的電路符號圖如下圖5－2所示。從圖中可以看出分頻模塊有兩個輸入信號，一個是clk時鐘信號。另一個是計費器的使能信號start。圖5－2分頻模塊電路符號圖分頻模塊的主要源代碼如下：ifstart='0'then此IF語句中得到分頻器的使能信號f_1<='0';Q_1<=0;elseifQ_1=99then此IF語句是得到頻率為1Hz的頻率信號和1公里脈沖Q_1<=0;F_1<='1';elseQ_1<=Q_1+1;F_1<='0';endif;endif;2）秒分頻模塊的波形仿真圖如下圖5－3所示：從圖中可以看到當Q_1計數達到99的時候那么f_1就產生一個1公里脈沖信號。圖5-3分頻器仿真圖5.2.2控制模塊1）控制模塊對整個系統(tǒng)進行控制作用，支配系統(tǒng)的工作狀態(tài)。描述了出租車計費器整個工作過程的狀態(tài)。它是計費器工作的核心。控制模塊的電路符號圖如下圖5－4所示：從圖中可以看到控制模塊有3個輸入端口即clk時鐘信號，start計價使能信號和stop等待信號。圖5－4控制模塊的電路符號圖控制模塊的主要源代碼如下：ifstart='0'thenen0<='0';en1<='0';elsifstop='0'thenen1<='0';ifk1&k0>"00000011"then此IF語句得到en0使能信號en0<='1';elseen0<='0';endif;elsifstop='1'thenen0<='0';ifm1&m0>"00000010"then此IF語句得到en1使能信號en1<='1';elseen1<='0';endif;endif;2)控制模塊的波形仿真圖如下圖5－5所示：從仿真圖中可以看出輸出信號e0和e1的為輸出信號（當en0=1時說明出租車行駛超過了3公里，此時出租車按照每公里1.9元計費，當en1=1時說明出租車等待超過了2分鐘此時出租車按每分鐘1.5元計費）。圖5-5控制模塊波形仿真圖5.2.3計量模塊計量模塊是本系統(tǒng)中一個十分重要的部分,是計程車計價器系統(tǒng)多功能實現的保證。計量模塊其實在整個系統(tǒng)中就充當一個計算器的功能。它是計價、計時、計程功能的具體實現。1）計價部分：由計程車的起步費6元加上等待過程中的計費1.5元/分，再加上行進過程中的計費1.9元/公里，然后再把計算出來的數分別以百元，十元，元，角的單位表示出來，送去顯示譯碼模塊。（1）計價部分電路符號圖如圖5－7所示：圖中的輸出信號cha3,cha2,cha1,cha0分別表示的時計費輸出部分的百元，十元，元，角的輸出。圖5-7計價部分的電路符號圖計價部分的主要源代碼如下所示：ifen0='1'then--說明超過了三公里；if(c19<1)then--加到19角就說明車子行駛了1公里；c19:=c19+1;if(c19=1)thentemp0<=k0;endif;上面這幾句完成超過三公里的時的計費功能。elsif(en1='1')thenif(c15<15)then――此IF語句完成等待計費功能;c15:=c15+1;if(c15=1)thentemp1<=m0;endif;此部分代碼完成等待超過2分鐘時的計費功能。（2）計價部分的波形仿真如圖5－8所示：從仿真圖可以看出cha3,cha2,cha1,cha0在各個時間段的輸出數據。圖5－8計價部分的波形仿真圖2）計時部分：是對乘客的乘車時間進行計時（包括等待的時間和行進的時間），分別以秒和分的形式送去顯示譯碼模塊，到59分時自動歸零。（1）計時部分電路符號圖如下圖5-9所示：圖5-9計時部分電路符號圖完成計時部分的主要源代碼如下：ifw=59thenw<=0;――此IF語句完成等待計時ifm0="1001"thenm0<="0000";――此IF語句完成分計數ifm1="101"thenm1<="000";elsem1<=m1+1;endif;elsem0<=m0+1;endif;elsew<=w+1;endif;（2）計時部分的波形仿真圖如圖5－10所示：m0的計時輸出為4分鐘。圖5－10計時部分的波形仿真圖3）計程部分：對當前行進過程中所走的公里數進行計算，最大范圍為99公里。同樣也送入譯碼顯示模塊。由于計程部分和計時部分的原理基本相同，不同的只是計時是是當計數器計到59時發(fā)生跳變，而計程時則是當計數器達到99時才產生一個跳變。（1）計程部分的電路符號圖如下圖示5－11所示：完成計程部分的主要源代碼如下如所：ifstart='0'thenk1<="0000";k0<="0000";elsifstop='0'thenifk0="1001"thenk0<="0000";ifk1="1001"thenk1<="0000";elsek1<=k1+1;endif;elsek0<=k0+1;endif;endif;（2）計程部分的波形仿真圖如圖可以用圖5－12所示：當k0計數達到9時k1（即里程的十位數變?yōu)?）圖5－12計程部分波形仿真圖5.2.4譯碼顯示輸出模塊譯碼顯示輸出模塊是建立在內部系統(tǒng)和觀測人之間的橋梁。通過譯碼顯示模塊，人們才能得到想要的信息。可見，它也是系統(tǒng)中一個必不可少的部分。1）這里的譯碼顯示模塊包括四個譯碼器和四個七段顯示數碼管。它可以根據需要在價格、時間、路程三者之間互相轉換。通過對輸入模塊的選擇信號判斷，而顯示計程車運行的狀態(tài)，比如說計價多少、走了多長時間、走了多少路程等。由數碼管進行顯示。七段顯示數碼管（1）七段數碼顯示管的電路圖符號圖如下圖5－13所示.圖5－13七段數碼顯示管電路符號圖（2）七段數碼顯示管的波形仿真圖如下圖5－14所示：圖5-14七段數譯碼顯示仿真圖2）譯碼顯示輸出部分（1）的電路符號圖如下圖5－15所示：圖5-15譯碼顯示輸出部分電路符號圖譯碼顯示輸出部分的主要代碼如下：iff_1'eventandf_1='1'thenifstart='0'thenmin1<="0000";min0<="0000";km1<="0000";km0<="0000";cha3<="0000";cha2<="0000";cha1<="0000";cha0<="0000";elsemin1<='0'&m1;min0<=m0;km1<=k1;km0<=k0;cha3<=c3;cha2<=c2;cha1<=c1;cha0<=c0;endif;endif;（2）譯碼顯示部分的仿真圖如下圖5－16所示：圖5-16譯碼輸出部分仿真圖5.2.5整體原理與仿真1)出租車計費器首先通過傳感器測出輪子是否有運動，如果沒有開動，則自動開始記錄時間，達到一定時間要加收時間等待費用，如果在一定的時間內運動了，則記錄輪子的轉圈數,從而自動計算出輪子轉動的圈數的長度由此計算出出租車行駛的距離。出租車計費器的電路圖符號如下圖所示5-15所示：圖5-15出租車計費器的電路圖符號2)整體仿真圖如下圖4-15所示：圖4-15出租車計費系統(tǒng)的仿真圖5.2.6結果分析從仿真圖中我們可以看出此出租車計費器總共行使了6公里，在中途停車等待累計時間為4分鐘，因此可以得出：總費用=10+1.9*6+1.5*4=25.6公里。5.2.7結論本課題實現現在已經存在一出租車計費器的一般功能，如計費，等待計時，里程計算，以及費用，時間和里程的顯示功能。該設計的前期工作是圍繞現有的出租車計費器，從它的軟件方面做了深入細致的分析，然后再根據論文要求進行設計工作，在本次設計中我實現了現有出租車計費器的基本功能(即計費，計時，計程及顯示功能)，基本達到了這次畢業(yè)設計的基本要求。從設計收集資料的過程我了解到當前出租車計費器所存在的一些問題，用戶不僅要求計費器性能穩(wěn)定，計費準確，有防作弊功能。同時還要求其具有車票資料打印、ＩＣ卡付費、語音報話、和電腦串行通信等功能。因此我認為未來的出租車計費器的研究工作將轉向如何解決以上幾個問題?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現HYPERL