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税控燃油加油机控制器的FPGA实现

2020-12-02阅读(311)

税控燃油加油机控制器的FPGA实现

论文摘要

自《公路法》修正案审议通过后,就一直被消费者关注的燃油税方案已经基本确定。方案实施后将对汽油、柴油同时征税,燃油税将在生产环节征收。燃油税出台后将实行专用凭证管理,生产、批发企业销售燃油时,将通过防伪税控系统开具专用凭证,并对零售加油站统一装上税控加油机,按一般纳税人管理。为了加强加油站的税收管理,堵塞税收漏洞,打击成品油流通领域的违法活动,维护消费者的合法权益,同时配合国家实施道路和车辆收费改革,做好成品油市场的清理整顿工作,国家税务总局和国家质量技术监督局决定对全国现有加油站加油机安装税控装置,并组织生产和使用税控加油机。税控加油机主要由防爆电机、防爆接线盒、防爆电源盒、叶片泵、油气分离器、流量计、电磁阀、视油器、油枪、开关、传感器、电脑装置、显示屏、键盘等组成。加油机电子部分主要由电源模块、税控模块、接线模块、开关、控制模块(或称为加油机控制器)、传感器、显示模块、键盘及显示、实时时钟等组成。计量微处理器是控制器的核心,监控微处理器是税控模块的核心,其中监控微处理器由国家统一监管生产。计量微处理器和监控微处理器通过通讯接口协调工作,控制加油机的正常运行。加油时首先通过键盘输入加油控制数据,计量微处理器首先将数据送监控微处理器进行显示,然后启动电机,电机驱动油泵加油。流量计转动,通过传感器,产生计数脉冲信号。监控微处理器检测到测量变换装置正常工作时,计数脉冲信号分别输入到计量微处理器和监控微处理器,经过整形运算和定值变换后,有关数据分别存储到计量存储器和税控存储器中,同时显示加油数据。因此,本文所开发的税控燃油加油机控制器在完善税控加油机控制器功能的基础上,用现场可编程逻辑阵列(FPGA)芯片实现设计具有完全自主知识产权的计量微处理器(GVC)芯片,实现加油机控制器功能,填补国内空白。在技术方面,利用FPGA实现加油机控制器的功能,规格符合国家标准,内置了SynopsysDW8051 IP(知识产权)核、SFR总线模块,ⅡC总线模块、外设小系统、看门狗、时钟复位及电源检测模块等;设计集成度高,降低了系统复杂度,提高了系统的可靠性、稳定性和安全性,增强了抗干扰能力。采用高分辨率脉冲计数处理,大大提高了计量的稳定性和准确性。具有通用的接口电路,可以支持各系列键盘,液晶显示等外部设备,适用于不同厂家集成。开发周期短,设计成本低,灵活性高,扩展能力强,能迅速升级以适应不同厂家的特色需求。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 符号说明
  • 第一章 绪论
  • §1.1 引言
  • §1.2 FPGA开发技术
  • 1.2.1 可编程逻辑设计技术简介
  • 1.2.2 可编程逻辑器件的分类及发展趋势
  • 1.2.3 FPGA的主要特点
  • 1.2.4 FPGA的设计原则和流程
  • §1.3 项目意义
  • §1.4 国内外研究现状
  • 第二章 税控加油机智能控制器的系统研制
  • §2.1 加油机相关技术指标
  • §2.2 系统构成及特点
  • 2.2.1 系统构成
  • 2.2.2 系统特点
  • §2.3 智能控制系统功能
  • 2.3.1 概述
  • 2.3.2 模块划分
  • §2.4 DW8051核
  • 2.4.1 IP核的概念和应用现状
  • 2.4.2 Synopsys Design Ware Library简介
  • 2.4.3 DW8051核与传统8051的区别
  • 2.4.4 DW8051宏单元特性
  • 2.4.5 特殊功能寄存器区的扩展空间
  • §2.5 管脚说明
  • 第三章 系统的软件实现
  • §3.1 系统RTL代码
  • 3.1.1 RTL顶层代码模型
  • 3.1.2 DW8051子模块模型
  • 3.1.3 时钟（clock）子模块模型
  • 3.1.4 译码器（decoder）子模块模型
  • 3.1.5 IIC子模块模型
  • 3.1.6 复位（rst）子模块模型
  • 3.1.7 SFR外设小系统模型
  • §3.2 C语言程序设计
  • 3.2.1 应用软件设计原则
  • 3.2.2 软件总体流程
  • 3.2.3 系统工作流程
  • 第四章 系统的硬件实现
  • §4.1 系统电路模块划分
  • §4.2 计量微处理器FPGA芯片选型
  • §4.3 监控微处理器单片机型号的选择
  • §4.4 键盘驱动电路
  • 4.4.1 键盘基础知识
  • 4.4.2 键盘接口电路
  • §4.5 键盘显示驱动电路
  • 4.5.1 键盘LCD显示基础知识
  • 4.5.2 键盘LCD显示驱动模块电路
  • §4.6 税控通讯接口电路
  • §4.7 计量存储器电路和数据存储电路
  • §4.8 计量脉冲整形电路
  • §4.9 电锁检测电路
  • §4.10 油枪检测电路
  • §4.11 喇叭电路
  • §4.12 电机启停电磁阀开关控制电路
  • §4.13 测量变换器失效检测电路
  • §4.14 税控存储器电路
  • §4.15 实时时钟电路
  • 4.15.1 DS12C887
  • 4.15.2 PCF8583
  • §4.16 串行通信接口RS-232电路
  • 4.16.1 RS-232标准
  • 4.16.2 通信接口电路设计
  • §4.17 电源电路
  • §4.18 PCB电路设计与实现
  • 4.18.1 EMC主要原则
  • 4.18.2 系统PCB设计原则
  • 4.18.3 系统PCB版图
  • 第五章 结论与展望
  • §5.1 结论
  • §5.2 应用前景分析
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 学位论文评阅及答辩情况表

    • 相关论文文献

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