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1、大连海事大学装订线毕 业 论 文二一年 六 月基于FPG设计地铁自动售票系统 专业班级: 电科1班姓 名:魏 思奥指导教师： 毕 春 娜信息科学技术学院内容摘要本毕业设计是基于FPGA设计一个地铁自动售票系统。近年来,集成电路技术的迅猛发展，特别是可编程逻辑器件的高速发展,电子设计自动化EA技术成为电子设计工程师的新宠。然而随着城市人口的迅速增加、车辆的增多，世界各地的城市交通变得愈发拥挤，地铁成为城市交通的重要组成部分。随着国民经济的发展,我国的地铁建设也日益成为人们日常生活中不可或缺的一部分。作为地铁运营服务的第一道关，改善地铁已逐渐落后于时代步伐的售票系统势在必行。本系统是结合行业管理中
2、实际的地铁售票系统运行过程中的需求过程,经过实际的需求分析,开发出来的地铁自动售票系统。整个系统的设计从符合操作简便快捷、灵活实用、保证稳定安全的要求出发，完成售票管理的基本过程。本设计采用自顶向下的模块化设计方法，基于FPGA使用HL语言设计制作一个地铁自动售票控制系统，该系统能出售2条线路种不同价位的票,完成售票、找零、显示等功能。通过本设计,正确掌握数字系统的模块划分、并能自如应用硬件描述语言描述各模块功能,以实现系统设计。以VHL语言和MAX+PUII为工具,在Y1EDA13BE实验系统主板上,实现了地铁自动售票系统。系统划分为几个功能模块,分模块进行分析和设计，系统给出相应的设计原理
3、图和HD源程序,通过仿真实现预定的功能。关键词：GA；地铁自动售票系统;ED;VDL; MAXPLI；模块;仿真BSTRATh grdutio pjectis ased on te FPGA dsgn f a subw ticket system. In recentyers,theraid deepment f iegrae crcuit techolgy, n acular the r deveopet of programable lgidevices， etrni desinatomtinEDA echnolog t omthnew dag of lctrni desig engine
4、r. Hoer, with the apd rbanpulationncreas in he nue of vehcls arondtheord hve ecome increainglcgeteurban trffic, tro becam an import partof antranspottio.h the deelopmenfnaonl ecomy, Chinsubway constrution hasinresinlecome an indispensae prt of ail life. As a sub servic in the firtpas, ipre theb ha g
5、radally laggebehind ttms tikting yte is necessar. Tis systems ombinatn odusy managemen in e actual subay keting ytepeininte demaproes, ater t actua ned analysi, evelpe te Subwa Aoatic ticketg system. hovall designis eas to mapulae fast, flxble and practical,o ensuethe sft andtability rqurets, the cp
6、ltionof th bsic proess o ce mnagn.This esign ss a to-dn dula desgn meod， bs on FPdesin usn VHDL， a ubwa tke cnrol system,hich can sel twolines 3 differnt ticket pri， h cmletin f tcet sals, giv hnge,addisplay ctin . Trough thi design， the orrt uber o system cntrol module divion, n t ase apication of
7、hardware descpon ne t escrith functin of chmoueto ahieve te system dsg.In HDL and MAX + LUSII language a at， ZY1EA13BE xperimentl yte moheoard o cheve auomat subwaytiktg sytem.yteisdvid int several functonl odules， sumodle nlsis and design,ste esi givs t orrsondig scemai n HL soue coe, hrou hsimulai
8、ntoachiev te ted unton.eywds: FGA;Metro autotic tcketingsystem; EA；HL AX+PLUSII; oule; Siulaon目 录1 绪论11.1 研究背景1. 研究内容及功能介绍11 论文结构理论基础2.D技术2.2 FPGA22. FPGA简介22.22 FGA的基本特点2.2. G的优点.3VHD语言42. VHDL简介2.2 VHL系统设计的特点4.33VHL系统优势5.3. VHD基本结构524MAX+lus软件2.1 AX+pls软件简介24.2 MAX+pls软件特点2.3MAXpus可编程设计流程6 系统分析与设计
9、方案3.1 系统的总体框架结构83.2功能模块分析93.2.1 车票选择模块93.2.2 钱币处理模块112.3余额计算模块123.2.4显示功能模块14. 硬件实现164.1连线布局与下载16.2 系统不足175系统改进方向及设计总结175. 系统改进方向17.2 设计总结8【参考文献】19【致谢】2基于FPGA设计地铁自动售票系统 绪论1.1 研究背景地铁，起源于19世纪中叶的英国。在当时的伦敦,因为生产力的急速发展,数以千计的工厂、房屋被建造起来。城市在爆炸性的发展中几乎陷于崩溃。为此人们迫切需要有比狭窄的街道更好的交通渠道。查尔斯皮尔逊提出了解决这一问题的方法,那就是“在地下建造铁路”
10、。世界首条地铁“大都市铁道”于184年在他的提议下开始建设,至86年终于开通。在其开通的首年，就创造了运载乘客950万人次的记录，显示了地铁在城市交通中勃勃的生命力。在一百多年后的今天，随着城市人口的迅速增加、车辆的增多，世界各地的城市交通变得愈发拥挤。同时,环境污染、能源危机等一系列问题也促使人们去进一步的思考城市交通的未来。地铁与城市中其它交通工具相比，在许多方面有着明显的优势：除了能够避免城市地面拥挤和充分利用空间外，它的运量大，运输能力是地面公共汽车的7一10倍,这是任何城市交通工具所不能比拟的；速度快,可以在地下隧道内直线地快速行进，行驶的时速可超过100公里;并且无污染，以电力作为
11、动力，不存在空气污染问题。地铁配套设备的范围十分广泛，包括了车辆选型与行车组织、供电系统、环控通风系统、给排水及消防系统、通信系统、信号系统、自动扶梯、电梯、自动售检票系统、防灾报警系统、设备监控系统、综合信息管理系统、旅客向导系统、运营控制中心系统、车辆段及综合基地系统、勘察、检验系统、施工系统等各个方面。2其中,自动售检票(AFC)系统利用先进的机电一体化技术和先进的电子、通信、网络等技术,使售票、检票、计费、收费、统计全过程管理自动化,减少了运营部门工作人员的劳动强度，能及时获取客流信息与轨道交通系统运营收益的第一手资料，保证投资回报。它的出现，淘汰了工作强度大、漏检票率高、适用范围又小
12、的传统手工售检票方式,为地铁能够合理计费、吸引客流、遏制舞弊和逃票、减少管理人员、削减运营成本等都提供了可能,显著提高了其社会效益和经济效益,目前已成为了现代化地铁的标准配置。在地铁系统的应用越来越广泛，大大改善城市交通的同时,人们也对其配套设备的现代化程度提出了更高的要求。随着国民经济的发展,我国的地铁建设也日益成为人们日常生活中不可或缺的一部分。绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。通常,城市轨道交通系统是许多都市用以解决交通堵塞问题的方法。然而售票作为地铁运营服务的第一道关，改善地铁已逐渐落后于时代步伐的售票系统势在
13、必行。然而近年来，集成电路技术的迅猛发展,特别是可编程逻辑器件的高速发展,电子设计自动化D技术成为电子设计工程师的新宠。EA技术以计算机为工具完成数字系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作。电路设计者只需要完成对系统功能的描述,就可以由计算机软件进行系统处理,最后得到设计结果,并且修改设计方案如同修改软件一样方便。利用EDA工具可以极大地提高设计效率。所以最终采用EDA技术基于FPGA设计如此地铁自动售票系统。41.2 研究内容及功能介绍作为车站设备的一员，自动售票机TM（ut TicetVening Mcin)，往往被安装在车站非付费区内，用于轨道交通车票销售的乘客自助服务。自动售票机具有引导乘客购票的相关操作说明和提示，配备触模屏、乘客显示器及运营状态显示器,用于显示地铁线路、票价、投入钱币金额、设备运行状态等信息。目前通用的轨道交通单程车票一般为非接触式的方形IC卡，自动售票机根据规格型号的不同，可以分别按照硬币、纸币以及交通一卡通储值卡这三种支付方式的一到多种进行售
