EDA课程设计--出租车计价器.pdf

**EDA课程设计--出租车计价器** EDA（Electronic Design Automation）课程设计中，出租车计价器的项目旨在利用VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）硬件描述语言，设计一个基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的计价系统。FPGA具有良好的稳定性和抗干扰能力，适合于作为出租车计价器的核心控制部件。 **设计目标与要求** 1. **计费功能**：计价器需以6元为起步价，行驶3公里后，每公里按1.6元计算。当费用达到或超过20元时，每公里增加50%的附加费。不计费的情况包括车辆停止和暂停时。计费范围在0到999.9元，计费精度为0.01元，计程范围0到99公里，计程精度0.01公里。 2. **数码管显示**：应能动态显示行驶公里数和总费用。 3. **汽车状态**：系统需要识别汽车的启动、停止、暂停和换挡等不同状态。 **设计原理与模块** 1. **分频模块**：以32Hz的输入时钟进行分频，得到1Hz的时钟信号，为其他模块提供基础时钟。 2. **路程模块**：检测行程脉冲，以1Hz时钟为基础计数。超过3公里和20公里时，会有相应的使能信号记录这些情况，最大显示距离为99公里。 3. **计费模块**：结合等待时间模块和路程模块，根据内部使能信号计算不同阶段的费用，包括3公里以内、3-20公里及20公里以上。 4. **译码显示模块**：通过8选1选择器动态选择并显示计费（4位BCD码）、计时（2位BCD码）和计程（2位BCD码）数据。 **系统架构** 系统由分频模块、计量控制模块（包括计费和计程）以及译码和动态扫描显示模块构成。分频模块产生不同频率的信号用于计费控制。计量控制模块负责计时、计费和计程，以及产生等待计时和超出3公里的使能控制信号。译码显示模块则将各种数据转换成适于数码管显示的形式。 **设计流程** 1. **输入时钟信号**：模拟时间和路程的两个时钟信号。 2. **初始化**：按下启动按钮，计价器开始工作。 3. **计程和计费**：根据输入的时钟信号，计程器和计费器开始计数。 4. **显示**：译码后的数据显示在数码管上，包括费用、时间及行驶公里数。 **总结** 这个EDA课程设计项目不仅锻炼了学生对VHDL语言的运用，还涉及到了系统设计、硬件逻辑控制、实时数据处理和显示等多个方面，是理论与实践相结合的良好案例。设计的出租车计价器虽简单，但展示了FPGA在实时计算和控制领域的潜力，为实际应用提供了参考。