地铁售票模拟系统设计与实现

本篇报告是东南大学信息科学与工程专业学生张逸帆在2019年9月12日进行的FPGA课程设计，主题是地铁售票模拟系统。设计目标是模拟南京地铁售票过程，包括核心控制功能和附加功能。 1.1 功能描述：系统主要功能有接收硬币和纸币支付（面额包括5元、10元和20元），支持两种购票方式：乘客预知费用直接选择或通过选择出站口确定票价。购票后，系统会出票并进行一次性找零。此外，系统还需区分硬币和纸币，并提供直观的界面显示。 1.2 功能要求详细说明： - **分币、纸币处理**：系统能识别不同面额的硬币和纸币，并正确计数。 - **线路和站点设置**：用户可以设置四条线路，通过拨码开关选择当前站。 - **购票流程**：乘客可以选择已知费用购票或根据起点和终点自动计算票价。 - **票数选择与显示**：购票后，系统会显示出票信息。 - **找零机制**：购票完成后，系统会根据票价进行找零，遵循一定的找零原则。 - **操作便捷性**：允许取消操作和在投币过程中退出钱币。 4.1 状态机设计：系统采用四种状态管理，通过RGB Led灯显示：待机（白色），选站（蓝色），购票（蓝色和绿色），找零（绿色）。状态转换通过确认键，找零状态后回到待机，而拨码开关15用于清空状态并跳转到选站。 4.2 地铁站路径规划：系统通过外部Excel文件预先计算各站之间的最低票价，并使用Python将数据转化为Verilog代码。93个站台编码对应起点和终点，用户通过按键选择起点和终点，避免选择无效编码。如果拨码开关14被触动，系统将切换到已知票价模式，终点站显示为“–”。 在整个设计中，项目采用了模块化结构，如顶层的顶层设计，以及选择电路、按键消抖电路、LED显示模块和7段数码管显示模块。这不仅体现了良好的软件工程实践，也为后续维护和扩展提供了便利。 通过这个项目，学生不仅锻炼了FPGA编程能力，还提升了算法设计、用户交互界面理解和硬件逻辑控制的综合技能。