FPGA实现出租车计费器设计与Verilog代码

"这篇资源是关于使用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）设计出租车计费器的实践教程。它包括详细的编程代码，旨在实现基于Verilog HDL语言的FPGA设计，以满足特定的计费规则和模拟功能。实验目标包括计费功能、模拟汽车状态、动态扫描显示、模块设计验证以及最终的硬件验证。" 在设计出租车计费器的FPGA实现中，主要涉及以下几个关键知识点： 1. **计费逻辑**：计费规则按照起步价6.00元，3公里内不额外收费，之后每公里1.2元。当费用超过20元时，每公里额外加收50%的费用。在停车或暂停期间，计费停止。 2. **模拟功能**：除了计费，还需要模拟汽车的状态，如启动、停止、暂停以及车速挡位。这些状态会影响计费脉冲的产生，影响计费和里程的计算。 3. **动态扫描电路**：设计用于显示车费和里程的电路，可以显示两位小数，这通常涉及到LED或LCD显示驱动。 4. **Verilog HDL**：作为硬件描述语言，Verilog用于定义计费器的各个模块，包括控制模块和译码显示模块。控制模块负责计费和里程计数，译码显示模块则负责数值的十进制到四位十进制转换以及显示。 5. **模块设计**：控制模块包括车费和里程的计数，以及根据挡位调整计费速度。译码显示模块则处理数值转换和显示逻辑。 6. **功能仿真与验证**：利用功能仿真检查计数器的工作状态，并通过波形图确认设计的正确性。 7. **硬件验证**：完成设计后，需要在FPGA实验板上下载代码进行实际验证，确保设计能够在硬件上正确运行。 8. **输入与输出信号**：输入信号包括计费时钟（clk）、汽车启动（start）、停止（stop）、暂停（pause）和挡位（speedup），输出信号则为车费（money）和里程（distance）。 9. **寄存器和计数器**：在Verilog代码中，使用寄存器存储车费和里程，以及计数器控制车速和显示更新。 10. **状态机设计**：可能需要设计一个状态机来管理汽车的不同状态，如启动、运行、暂停和停止，每个状态对应不同的操作。 通过这个项目，学习者能够深入理解FPGA的工作原理，掌握Verilog HDL语言，以及如何利用硬件实现复杂的计费算法和实时模拟功能。同时，这也是对数字逻辑设计和硬件验证能力的锻炼。