選題報(bào)告書(shū)格式

長(zhǎng)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題報(bào)告書(shū)課題名稱(chēng)： 基于PLD出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)姓名： 李知行 學(xué)號(hào)： 2009123456專(zhuān)業(yè)年級(jí)： 見(jiàn)習(xí)單位： 指導(dǎo)教師： 物理學(xué)與電子工程學(xué)院制一、題目來(lái)源、選題的實(shí)際（實(shí)踐）意義與理論意義題目要求來(lái)源于見(jiàn)習(xí)單位，實(shí)際意義指出研究本選題可能對(duì)實(shí)踐產(chǎn)生的指導(dǎo)作用，理論意義主要是指本選題研究成果可能對(duì)理論和文獻(xiàn)的貢獻(xiàn)。學(xué)生重點(diǎn)寫(xiě)該設(shè)計(jì)采用了哪些新技術(shù)、新工藝、新方法等，該設(shè)計(jì)具有什么特點(diǎn)。二、文獻(xiàn)綜述（包括：1?理論的淵源及演進(jìn)過(guò)程2?國(guó)內(nèi)外對(duì)本課題的研究現(xiàn)狀和有待解決的問(wèn)題3?本人對(duì)所查文獻(xiàn)的評(píng)述等）（一）出租車(chē)計(jì)費(fèi)器系統(tǒng)的發(fā)展出租車(chē)行業(yè)在我國(guó)是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè)，最早的計(jì)價(jià)器全部采用機(jī)械齒輪構(gòu)，只能完成簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)，早期的計(jì)價(jià)器就是個(gè)里程表［1］。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。它采用了手搖計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了半機(jī)械半電子化。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可完成計(jì)價(jià)的工作。大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計(jì)價(jià)器，也就是全電子化的計(jì)價(jià)器。它的功能也在不斷完善。出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器是一種專(zhuān)用的計(jì)量?jī)x器，它安裝在出租汽車(chē)上，能連續(xù)累加，并指示出行程中任一時(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用的總數(shù)，其金額值是計(jì)程和計(jì)時(shí)時(shí)間的函數(shù)［2］。出租車(chē)計(jì)價(jià)器在最初使用時(shí)具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計(jì)價(jià)，要求精度高，可靠性好，隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)計(jì)價(jià)器的不斷改進(jìn)和完善，便產(chǎn)生了諸多的附加功能。（二）出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的現(xiàn)狀結(jié)合設(shè)計(jì)主要介紹目前比較常用的幾種出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。1.基于單片機(jī)出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)傳統(tǒng)的計(jì)費(fèi)器常以MCS-51系列單片機(jī)為其核心主控部件，如89C51RC2,uPD78F0034等，通過(guò)使用傳感器將出租車(chē)行駛的路程傳送到主控模塊，進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)。下面以UPD78F0034芯片為例，介紹一種單片機(jī)計(jì)費(fèi)器系統(tǒng)。它主要由主控模塊、按鍵顯示模塊、防作弊及脈沖輸入模塊、通信模塊和電源模塊等五個(gè)模塊組成［3］其組成框圖如圖1所示。主控模塊部分的組成見(jiàn)圖2,通過(guò)與單片機(jī)的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)起功能。單片機(jī)選用的是UPD78F0034芯片。開(kāi)發(fā)時(shí)，在PC機(jī)上寫(xiě)好程序，通過(guò)編譯變成二進(jìn)制代碼，直接通過(guò)編程器將其寫(xiě)入芯片中，便可調(diào)試計(jì)費(fèi)器的各項(xiàng)功能。主控模塊中的復(fù)位、看門(mén)狗及電源監(jiān)控由MAX705芯片來(lái)完成。時(shí)鐘及存儲(chǔ)器由芯片DS1244Y來(lái)完成。通過(guò)選項(xiàng)可以設(shè)定是否有打印功能，各種打印命令數(shù)據(jù)均由PC機(jī)通過(guò)RS一232串行口或手持式資料傳輸器傳給計(jì)費(fèi)器并存儲(chǔ)在DS1244Y中。計(jì)費(fèi)器通過(guò)一條I/O線(xiàn)控制語(yǔ)音接口電路。

圖1計(jì)費(fèi)器組成框圖圖2主控模塊方框圖通信模塊主要由單片機(jī)的兩個(gè)I/O口、MAX232和一些電阻電容等組成。MAX232芯片將單片機(jī)輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換成PC機(jī)能接收的232電平或?qū)C機(jī)輸出的232電平轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能接收的TIL平。計(jì)費(fèi)器通過(guò)通信模塊與PC機(jī)或手持式資料傳數(shù)器進(jìn)行串行通信，以便設(shè)置計(jì)費(fèi)器的各種參數(shù)及采集計(jì)費(fèi)器里存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)。按鍵及顯示模塊由4片4511、1片4028、1片2003、20個(gè)數(shù)碼管及一些發(fā)光二極管（作為計(jì)程、計(jì)時(shí)收費(fèi)指示燈）組成。計(jì)費(fèi)器有6個(gè)功能鍵，而實(shí)際上對(duì)外只有四個(gè)按鍵，分別設(shè)為A、B、C、D鍵?？哲?chē)狀態(tài)按下C鍵，計(jì)費(fèi)器進(jìn)入載客模塊；空車(chē)狀態(tài)按下B鍵，計(jì)費(fèi)器進(jìn)入通信模塊；空車(chē)狀態(tài)按下A鍵，計(jì)費(fèi)器進(jìn)入查詢(xún)模塊，然后按A鍵往上查詢(xún)、按D鍵往下查詢(xún)。另兩個(gè)功能按鍵放在計(jì)費(fèi)器內(nèi)，用跳線(xiàn)J1、J2表示。在空車(chē)狀態(tài)，J1短路時(shí)，計(jì)費(fèi)器清除存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)；當(dāng)計(jì)費(fèi)器復(fù)位時(shí)，如J2短路，計(jì)費(fèi)器直接進(jìn)入資料傳輸模塊（此功能主要為了防止計(jì)費(fèi)器內(nèi)資料紊亂或新計(jì)費(fèi)器沒(méi)有資料時(shí)進(jìn)入死循環(huán)）。電源模塊為一開(kāi)關(guān)電源，用于將輸入的12V直流電源變?yōu)榉€(wěn)定的5V電源。12V電源由出租車(chē)上的電瓶提供。總的來(lái)說(shuō)，這款計(jì)費(fèi)器功能很強(qiáng)大，基本上杜絕了出租車(chē)在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中計(jì)費(fèi)器的死機(jī)及作弊現(xiàn)象。但是，該系列的單片機(jī)工作頻率一般不大于24MHz,而且可擴(kuò)展的資源有限，最大能夠擴(kuò)展的程序空間和內(nèi)存空間一般都只有64kB很難勝任出租車(chē)多功能計(jì)費(fèi)器的不斷升級(jí)要求。傳統(tǒng)的計(jì)費(fèi)器通常采用硬件模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，主要包括主控模塊，電源模塊，按鍵顯示模塊，防作弊及脈沖輸人模塊以及稅控模塊等在主控模塊中又包括CPU子模塊，語(yǔ)音識(shí)別子模塊，串口通信子模塊，復(fù)位、看門(mén)狗及電源監(jiān)控子模塊，打印子模塊等。硬件電路復(fù)雜，軟件編程及調(diào)試也比較復(fù)雜，不利于系統(tǒng)功能升級(jí)。功能升級(jí)繁瑣，需要硬件重組和軟件更新同步進(jìn)行，成本高，并且每次升級(jí)都可能產(chǎn)出新的不穩(wěn)定因素。容易在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生于擾，影響系統(tǒng)的使用；并且由于分立器件多，必然造成電源功耗大，芯片易發(fā)熱，影響芯片的使用壽命［3］2-基于DSP的出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)（略）3.基于CPLD/FPGA的出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)（略）（三）方案比較三、課題主要研究?jī)?nèi)容與方法（一）研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使用PLD實(shí)現(xiàn)］設(shè)計(jì)指標(biāo)計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)按行駛里程計(jì)費(fèi)，起步價(jià)5元，并在車(chē)行駛2km后每千米收費(fèi)0.8元，當(dāng)計(jì)費(fèi)器達(dá)到或超過(guò)20元時(shí)，每公里加收50%的車(chē)費(fèi)，車(chē)停止時(shí)不計(jì)費(fèi)］設(shè)計(jì)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)能現(xiàn)場(chǎng)模擬汽車(chē)啟動(dòng)、停止等狀態(tài)］設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)掃描電路，將車(chē)費(fèi)和路程顯示出來(lái)，各有兩位小數(shù)］使控制器的硬件電路。設(shè)計(jì)思路：本出租車(chē)計(jì)費(fèi)器要實(shí)現(xiàn)的功能是出租車(chē)按行駛里程收費(fèi)，起步費(fèi)為5元，并行2公里后每千米收費(fèi)0.8元，車(chē)停時(shí)不計(jì)費(fèi)。能預(yù)置起步費(fèi)和每公里收費(fèi)，并且能顯示計(jì)費(fèi)狀態(tài)。本設(shè)計(jì)由4個(gè)模塊組成，具體框圖如圖5所示：里程計(jì)費(fèi)模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、譯碼/動(dòng)態(tài)掃描模塊、數(shù)碼管顯示模塊。主控模塊根據(jù)里程進(jìn)行計(jì)費(fèi)，設(shè)置三個(gè)輸入信號(hào)：elk、start、pause，分別模擬出租車(chē)的起動(dòng)、停止、暫停。其中，當(dāng)start為低電平時(shí)，它具有清零的功能，此時(shí)能模擬出租車(chē)的停止功能。該模塊通過(guò)對(duì)傳感器采集到的脈沖上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)而計(jì)算出出租車(chē)行駛過(guò)程的路程，并按計(jì)費(fèi)規(guī)則進(jìn)行計(jì)費(fèi)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊主要是將主控模塊的二進(jìn)制輸出轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制輸出。譯碼/動(dòng)態(tài)掃描模塊是由一個(gè)3-8譯碼器和一個(gè)模為8的計(jì)數(shù)器組成，計(jì)數(shù)器用于為3-8譯碼器提供地址輸入，通過(guò)此模塊，將車(chē)費(fèi)和路程顯示出來(lái)。數(shù)碼管顯示模塊通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描，最終顯示出計(jì)費(fèi)和路程結(jié)果。圖5PLD出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)框圖2.按下列結(jié)構(gòu)編寫(xiě)VHDL程序圖6計(jì)費(fèi)系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖（二）研究方法1?首先查閱課題相關(guān)的資料，對(duì)資料進(jìn)行整理和研究，結(jié)合實(shí)際需要提出設(shè)計(jì)方案。2?設(shè)計(jì)方案包括：（1）確定計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。（2）設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的總體框圖。（3）設(shè)計(jì)出程序流程圖。（4）按照程序的流程圖進(jìn)行程序的模塊化設(shè)計(jì)。（5）采用VHDL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)各部分程序程序，采用Quartusll軟件，進(jìn)行仿真。（6）最后用CPLD實(shí)現(xiàn)硬件電路。（7）驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性進(jìn)行調(diào)式。四、本選題研究的寫(xiě)作大綱五、本選題的實(shí)施方案及進(jìn)度計(jì)劃以及完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間不超過(guò)3個(gè)月，結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)度安排。也就是在3個(gè)月內(nèi)要完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所有材料。完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素：指該畢業(yè)設(shè)計(jì)在哪里完成，需要什么條件。六、主要參考文獻(xiàn)目錄不少于5篇，注意文獻(xiàn)類(lèi)型及其標(biāo)識(shí)。楊建潮?出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器的計(jì)價(jià)原理J].計(jì)量技術(shù).2001（4）:44-45.潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)與VHDL[M].北京：清華大學(xué)出版社.2007.林愿?基于CPLD/FPGA的出租車(chē)計(jì)費(fèi)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[C].//第三屆全國(guó)電工電子論壇報(bào)告會(huì)議論文集?北京：高等教育出版社，2007：421-425.黃再銀?基于UPD78F0034單片機(jī)的出租車(chē)計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶：重慶大學(xué)光電學(xué)院,2004.林愿.一種新型的出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng).中國(guó)，20068167.2[P].2006-07-12.GB4728-2000,常用電氣圖用圖形符號(hào)[S].[16]ElectronicShutteringforHighSpeedCMOSMachineVisionApplications[R],DalsaCorporation,Waterloo,ON,