基于Verilog HDL的地铁售票计算电路设计开题报告

 2022-10-02 21:57:59

1. 研究目的与意义

随着我国国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们的出行也更为频繁,城市轨道交通作为一种重要而且方便的出行方式为越来越多的人们接受和选择。城市轨道交通同样也面临着增加运能、提高服务质量、提高竞争能力的迫切需求。自动售检票系统作为轨道交通系统中时刻与出行人群交流的一项重要工具,也面临这巨大的挑战,而自动售票机是自动售检票系统终端设备中内部部件最多且各部件之间关联最为复杂的设备。自动售票机实现了旅客购票自助化,大大降低了由人工售票带来的人力消耗,避免了人工操作引起的不必要的错误。基于VerilogHDL的地铁售票计算电路设计是工程实践性课题,主要的目的是培养学生将所学习的电路知识、集成电路生将所学习的电路知识、集成电路设计和集成电路CAD的技能运用到实际的芯片设计中,结合半导体加工厂的制造工艺,完成具有一定专用功能的专用芯片的设计。

2. 课题关键问题和重难点

本课题难点关键就在于出票模块,因为一张票从票箱顺利到送出到出票口需要经过很多步骤。它的步骤有第一步:获取当前票箱中减去留底数所剩的单程票张数,判断是否够本次出票需求。如果票箱中票数不够,则本次出票失败。

第二步:从票箱中出一张单程票到读写区中,单程票读写器在读写区有效范围内寻卡,如若寻到卡则读取该张单程票的原始信息。检测该单程票是否有效,其检查范围如有效日期、是否损坏、是否达到最高使用次数等。若检测不合格,则该张票被丢弃进入废票箱,进行连续废票计数,如果连续出现三张废票则报警并暂停服务。若还计数没有达到连续三张废票则返回第一步。

第三步:获取写单程票所需信息,如交易时间、交易金额、交易站点等,这些信息由ACC标准指定,与交易格式有关,此处不再赘述。若写卡失败,说明可能已将票卡写坏或是读写器故障,故将该张写卡失败的单程票丢弃至废票箱中。连续废票计数,若连续三张则报警并暂停服务。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

从业务角度看,一个完整的购票过程包括乘客现金支付、售票机出票、找零以及后续的交易数据处理工作。经过需求分析,业务逻辑层可分为工作状态监控模块、现金支付模块、出票模块、找零模块以及数据处理模块五个主要模块。

工作状态监控模块:根据目前自动售票机内各个部件的状态或是系统运行情况来控制转换自动售票机所处的工作模式。主要的工作状态有正常服务模式、无找零模式、只收硬币模式、只收纸币模式、暂停模式、紧急模式、结束运营模式等。设备运行在相应操作模式时,在运行状态显示屏和乘客显示屏上有明显的提示信息。正常操作模式下,TVM可以同时接收硬币、纸币发售单程票并具有硬币找零功能;若设备中某一模块(硬币、纸币)发生故障或产生的情况达到系统设置参数值时,TVM可以自动切换到相应的功能受限操作模式。在相应模块故障或异常情况消除后,TVM可以自动返回到正常操作模式下运行。TVM运行在任一模式下均能显示设备的当前状态、基本情况、系统时钟等信息。

现金支付模块:可纸币购票、硬币购票、混合支付购票。在乘客选择目的地之前,收币装置不开放。乘客可通过乘客操作面板选择目的车站,在乘客显示器显示默认票种的单张购票金额。乘客通过乘客显示器选择购票票种、张数等,相应的收费金额显示在乘客显示器上。在未支付足够费用前,乘客可按取消按钮中止正在进行的交易。当乘客购票操作步骤间中断时间超过所规定时间,TVM将自动中止交易。中止交易时返还已投入的硬币及纸币。

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4. 研究方案

本人的毕业设计主要研究地铁售票计算电路设计中的业务逻辑设计,经过需求分析,业务逻辑层可分为现金支付模块、出票模块、找零模块以及数据处理模块。

现金模块:设计一个CCash类,该类组合CNotes类和CCoin类,CNotes类和CCoin类都继承于部件类CComponent,CNotes类中封装了纸质处理器,CCoin类封装了硬币处理器。现金支付的处理统一由CCash类来完成。

出票模块:由单程票传送机构与单程票读写器两部分组成。设计一个CTicket类,聚合CTicketTransport类和CTicketReader。

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5. 工作计划

第1周:查找文献和翻译文献,查找阅读跟自己课题相关内容,翻译时要注意语句是否通顺,翻译是否准确。

第2周:撰写开题报告,按照要求完成,要符合规范,上传前要给老师检阅然后修改。

第3周:电路系统的总体设计和规划,设计流程图,采取自上而下的方式。

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