基于FPGA 的出租车计价系统设计

李 营，吕兆承，陈 帅，余钱坤

（淮南师范学院 电子工程学院，安徽 淮南 232038）

1 引言

出租车是人们日常出行的重要工具，其载客出行均需计费， 市面上常用的计费器大多由单片机控制实现计费。单片机虽然价格低廉，但精度差且可扩展性弱。而FPGA 具有编程灵活性高、功能易拓展等特点。 故本文采用层次化建模方法， 利用Verilog HDL 基于FPGA 设计实现出租车计价器系统并进行仿真，仿真结果表明该系统功能稳定，计价准确。

2 出租车计价器系统设计

2.1 出租车计费系统技术指标

以FPGA 为主体设计出租车计费系统，其计费标准如表1 所示。

表1 出租车计费标准

根据表中的相关技术指标，系统设计要求如下。

（1）设置加减档功能：白天行驶超过4 km，每公里加1.00 元。 夜晚行驶超过4 km， 每公里加2.00 元。 单程行驶超过20 km，每公里加收50%的车费，收费累加。

（2）将时间、里程及计费结果以小数的形式显示在液晶屏上。

（3）费用的计算：当行驶里程小于3 km 时，按起价计算费用；当里程大于3 km 时，按下式计算费用：

费用=里程×里程单价+等候时间×等候单价

2.2 系统设计原理

本系统硬件采用的主控FPGA 芯片是Cyclone EP4CE6E22C8， 设计通过按键模拟汽车行驶过程中的速度状态和模式的变化，故需开始、停止、拨码开关控制车辆运行的开始和停止，需要空档、加速、减速等3 个按键控制速度，通过模式按键模拟白天与夜间。 LCD 显示器应当显示行驶公里、时间、计费情况以及车辆的档位等。 白天与夜间的变化用LED 灯的亮或者灭来表示，当时为白天，LED 灯不亮，夜间模式时LED 灯开启。……