高级汽车停场车位显示系统论文

摘要I摘要现今私家车越来越多，而停车也变得越来越难。为了使停车场的车位情况更加简洁明了的展示给人们，需要合理的规划停车位，尤其是显示系统。本文设计了一个基于VHDL的停车场车位的显示系统。本设计主要研究了停车场车位的计数、显示系统，设计了主控模块和显示模块，利用硬件描述语言VHDL编写各模块程序，描述其功能。主控模块控制信号的传递以及判断信号时车辆开出或是开入，最后把信号传送给显示模块；显示模块的功能包括信号的锁存，状态机的应用，最后将整个设计的结果通过显示模块显示出来。编写好的程序在QUARTUSⅡ平台上进行编译、综合和仿真。测试结果表明，各模块功能实现预定的要求，达到了预期的目标。关键词：硬件描述语言VHDL；停车场车位；QUARTUSⅡ西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）IIABSTRACTIIIABSTRACTTodaymoreandmoreprivatecars,andparkingisalsobecomingincreasinglydifficult.Tomakeparkingspacesisevenmoreclearandconcisepresentationtothepeople,needreasonableplanningparkingspaces,especiallythedisplaysystem.ThisdesignofaVHDL-baseddisplaysystemparkingspaces.Thedesignofthemaincountoftheparkingspaces,displaysystem,designedthemastermoduleanddisplaymodule,theuseofVHDLhardwaredescriptionlanguageprogramwrittenforeachmodule,describingitsfunction.Controlsignaltransmissioncontrolmodule,anddeterminethesignalintothevehicleoropenout,andfinallytotransmitsignalstothedisplaymodule;displaymodulefeaturesincludethesignalofthelatch,thestatemachineoftheapplication,thefinalresultsoftheentiredesignbyshowingmoduleisdisplayed.WriteagoodprogramtocompileQUARTUSⅡplatform,synthesisandsimulation.Theresultsshowthatthefunctionofeachmoduletoachievetheintendedrequirements,toachievethedesiredobjectives.KEYWORDS:VHDL;parking;spaces;QUARTUSⅡ西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）IV目录V目录1.前言..............................................................11.1选题背景或意义..............................................11.2国内外研究现状..............................................11.3主要研究内容................................................21.4本文章节安排...............................................32.硬件描述语言VHDL简介...........................................52.1EDA的简介...................................................52.2硬件描述语言VHDL的简介.....................................92.3Quartus软件的简介..........................................112.4CPLD的介绍................................................133、系统软件的设计................................................173.1系统总体设计框图..........................................173.2模块介绍..................................................173.2.1主控模块.........................................................................................................173.2.2显示模块.........................................................................................................194、系统软件仿真....................................................234.1主控模块的软件仿真..............................................................................................234.2显示模块的仿真........................................................................................................235、结论与展望.....................................................255.1结论.......................................................255.2展望......................................................25致谢..............................................................27参考文献..........................................................30附录..............................................................31附录一顶层文件....................................................31附录二主控模块程序................................................31附录三显示模块....................................................33西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）VI前言11.前言1.1选题背景或意义随着城市化建设的加快,城市框架逐步加大，以及制造业的快速发展汽车价格的快速下降，轿车已逐步成为百姓日常生活中不可或缺的交通工具。近年来，各类车辆特别是私家车的快速增长已是一个不争的事实，为此，交通基础设施建设与城市整体规划争土地的问题就成了日益突出的一个急需完成的重要课题。传统的人工管理的停车场已经不能满足使用者和管理者对停车场效率、安全、性能和管理上的需要。因此,智能化停车场已经成为智能建筑技术中的研究热点。近几年,我国停车场管理技术不断成熟,停车场管理系统逐步向大型化、复杂化和高科技化方向发展。智能停车场管理系统提供了一种高效率的管理方式,为用户提供更方便、更有效的服务。停车场管理系统可分为半自动化和自动化两种。所谓半自动化停车场管理系统,只是收费需要人工操作,其它所有功能都是自动化;而全自动化停车场管理系统,设立自动收费站,无需操作员即可完成收费管理工作。按其所在环境不同,可分为内部车场自动管理系统、公用停车场自动管理系统和两种性能兼有的综合停车场管理系统三大类。现代停车场技术发展趋势是多功能化、自动化。现代停车场未来向大型化、复杂化、智能化、高技术方向发展,系统管理更开放、更灵活,整个管理系统实现控制与管理一体化,系统操作简便,功能强大。车辆管理系统向更开放与更灵活的方向发展。目前许多大型建筑智能化信息化发展，车库系统经常作为楼宇自控系统的一个子系统纳入建筑自动化网络，使远距离的管理人员可以监视与控制车库情况。本文现在提出了一种以VHDL硬件描述语言实现的可编程逻辑芯片CPLD构成的停车位显示系统，这种方法极大地缩短了专用芯片的开发周期，降低了成本，加快了产品更新换代的速度，而且大大的缩小电路板的面积和整体体积提高了产品的可靠性，增强产品的功能实现了技术的保密性，最大的优点是能够科学、准确地显示停车场内车位的使用情况，为停车位最大限度地科学使用提供清晰、形象的可视界面。1.2国内外研究现状现今国内外的停车位的显示系统是基于单片机和PLC进行设计的，还有就是通过Altera公司的FLEX10K系列的EP1K100FC484-1作为主芯片，所有的设计在EDA软件开发平台MAX+PLUSⅡ上利用硬件描述语言VHDL进行设计编程硬件FPGA来实现的，还有就是通过VxWorks的ECDIS系统来实现的，特别西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）2是基础显示平台进行设计与实现；而现在我们提出以一种新的方法来实现停车位的显示，它就是以VHDL硬件描述语言实现的可编程逻辑芯片CPLD构成的停车位显示系统，现在我就简单的介绍一下VHDL的发展史：VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage,超高速集成电路硬件描述语言）诞生于1982年，是由美国国防部开发的一种快速设计电路的工具，目前已经成为IEEE（TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers）的一种工业标准硬件描述语言。相比传统的电路系统的设计方法，VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下（ToptoDown）和基于库（LibraryBased）的设计的特点，因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的CPLD器件中去，从而实现可编程的专用集成电路的设计。基于VHDL语言数字电路设计过程，是以软件设计为基础，硬件配置相结合的过程。VHDL从根本上改变了电子线路的设计模式，是电路设计有硬件模式变为软件模式，这样提高了设计的灵活性，降低了电路的复杂程度，便于修改。1.3主要研究内容1、通过查阅相关资料，学习并分析汽车停车场停车位显示的方法及种类。2、学习VHDL语言，掌握利用硬件描述语言设计电路的方法，并利用VHDL语言通过QuartusII软件来完成毕业设计。3、学习使用QuartusII，掌握VHDL的设计、编译、仿真的基本步骤和方法，在QuartusII平台上，利用VHDL硬件描述语言进行系统电路设计、编译，最后仿真调试。4、采用VHDL语言编写应用程序并调试通过。5、