FPGA出租车计费系统设计教程与原理图

资源摘要信息: "本资源包包含了完整的基于FPGA的出租车计费系统的设计项目，它使用VHDL语言在Quartus工程中实现了源码，并提供了FPGA板的原理图以及详细的设计文档说明。项目利用FPGA（现场可编程门阵列）的可编程逻辑特性，实现了出租车计费器的核心功能，包括计程、计费、计时和译码动态扫描等模块。本资源对于学习和深入理解FPGA设计流程、VHDL编程语言以及出租车计费系统的构建具有重要意义。 知识点详细说明: 1. FPGA设计基础 FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可以通过编程来配置的集成电路。FPGA设计的核心在于使用硬件描述语言（HDL）如VHDL或Verilog来编写硬件逻辑，并通过EDA（电子设计自动化）工具进行编译、仿真和下载至FPGA芯片中。设计流程包括设计输入、综合、布局布线、时序分析和硬件测试等步骤。 2. VHDL语言及应用 VHDL（VHSIC Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）是一种用于描述电子系统硬件功能的高级语言。VHDL语言不仅可以用于模拟电路设计，还能够在FPGA和ASIC（应用特定集成电路）的设计中发挥作用。VHDL的关键特点包括并行操作、模块化设计、事件驱动和时序控制等。 3. 出租车计费系统设计 出租车计费系统的设计包括几个核心模块：计程模块负责根据里程计算费用，计费模块根据时间和里程综合计算出最终费用，计时模块用于计算等候时间，译码动态扫描模块则用于显示计费信息。系统需要能够响应司机和乘客的输入信号，如开始计费、里程增加以及计费结束等。 4. 系统的组成及工作原理 本资源中介绍的出租车计费系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分包含FPGA板及相关电子元件，软件部分则是基于VHDL语言编写的程序代码。工作原理涉及信号的采集、处理以及最终结果的显示和输出。 5. EDA工具使用 Quartus是Altera公司（现为Intel旗下）的EDA工具，用于FPGA和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的设计。资源中提供的Quartus工程源码是设计出租车计费系统的软件基础。此外，资源还包括了FPGA板的原理图和设计文档，这有助于用户理解硬件设计的细节。 6. 设计文档及实践操作 设计文档通常包含系统需求分析、模块设计、接口设计、系统实现流程、测试方案等内容。而实践操作文档则详细记录了如何使用EDA工具进行设计、编译、仿真和硬件调试。这些文档对于用户理解整个设计过程，以及如何操作具体的工具软件至关重要。 7. 可靠性增强 相较于传统的计费器系统，基于FPGA的系统具有更高的集成度和更好的功能升级灵活性。同时，由于FPGA的固有特性，系统更加可靠，不易受到外部干扰。 8. 文件结构说明 提供的文件包括设计文档、操作演示文档、原理图、项目要求说明、绘图文件、元件清单以及参考论文等，这些文件共同构成了出租车计费系统项目的完整资料体系，便于用户从多个角度理解和掌握整个设计项目的全貌。"