FPGA出租车计费系统：VHDL设计与代码详解

本文档详细介绍了基于FPGA的出租车计费系统的设计代码与设计说明，其主要目标是开发一个成本低、功能丰富的计费器，能够按行驶里程收费，起步价6.00元，并在超过3公里后每2公里加收费用。设计中采用了VHDL语言进行硬件描述，利用FPGA的灵活性和高性能特性。 设计内容主要包括以下几个关键部分： 1. **课题目标与技术参数**： - 课题目标明确，要求计费系统支持里程计数、模拟汽车启动和停止，以及动态显示车费、里程和等待时间。 - 技术参数包括：FPGA电源需求为1.2V至5V，计时范围59分钟，计时分辨率1分钟，晶振频率为32MHz。 2. **系统结构与功能模块**： - **计程模块**：通过计数器对脉冲进行计数，用于记录行驶里程，配合比较器判断车辆是否在行驶或静止。 - **计时模块**：负责记录等待时间，通过100Hz的秒分频电路实现精确计时。 - **动态扫描模块**：将计费结果实时显示在数码管上。 3. **设计策略**： - 选择FPGA作为平台，利用其并行处理能力，缩短设计周期，降低PCB面积，提高系统稳定性。 - 采用VHDL语言进行设计，因为其通用性强，可以灵活适应不同FPGA型号，便于后期升级和扩展。 4. **硬件电路**： - 设计包含数码管用于显示信息，按键用于启动和操作计费系统，FPGA作为核心处理单元，电源和晶振提供稳定的工作环境。 5. **操作流程**： - 上电时，连接5V电源并通过USB接口与电脑连接，按下电源开关启动系统，数码管开始显示。 - 用户可以通过等待启动按键控制计费器的启动和暂停。 整个设计旨在提供一个易于使用且功能完备的出租车计费解决方案，充分利用了FPGA的灵活性和VHDL的可编程性，使得系统具有良好的扩展性和维护性。文档中还提供了顶层文件"time.bdf"，这是整个电路设计的入口，相当于C语言中的主函数，其他文件则是辅助实现不同功能的子模块。