数字电路(出租车计费器).doc

本文档描述了一个基于数字电路的出租车计费器的设计项目，其目标是利用VHDL语言和Quartus II 6.0软件来实现一个复杂的逻辑计费系统。该计费器需具备计费、预置、模拟汽车状态以及动态扫描显示等功能。以下是详细的知识点： 1. **VHDL语言**：VHDL是一种用于硬件描述的语言，用于设计数字电子系统的逻辑行为。在这个项目中，VHDL被用来定义计费器的各个功能模块。 2. **Quartus II 6.0**：这是一个由Altera公司开发的FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计工具，用于编写、仿真和编程FPGA芯片。在本设计中，它用于实现计费器的逻辑电路。 3. **计费功能**：计费器应根据行驶里程计算费用，包括起步费、基础费率和超过特定费用后的附加费。起步费为7.00元，3公里后每公里2.2元，当费用达到或超过20元时，每公里加收50%的车费。车停驶时不计费。 4. **预置功能**：允许预设初始费用和起步公里数。 5. **模拟功能**：模拟汽车的启动、停止、暂停和车速变化，以测试计费器的实时响应。 6. **动态扫描电路**：这是一种显示技术，通过轮流点亮数码管的各个段来显示数值，可以节省硬件资源，提高显示效率。 7. **计数器设计**：包括A、B、C三个计数器，分别用于车轮转数计数、百米脉冲累加和步长可变的计费累加。每个计数器都需要通过功能验证和波形确认其正确性。 8. **车型调整**：通过“设置1”适应不同车轮直径的车型，调整计数器的计数基准。 9. **计程模块**：B计数器负责计算实际公里数，输出BCD码供译码器使用。 10. **计费模块**：C计数器实现步长可调的计费，可以根据需求改变单价。 11. **译码/动态扫描模块**：将计算出的路程和费用转换为数码管可以显示的格式，通过动态扫描驱动数码管。 12. **模块化设计**：整个系统采用模块化设计，包括车型调整模块、计程模块、计费模块和译码动态扫描模块，便于代码复用和逻辑验证。 13. **分频设计**：为了满足数码管显示的合适频率，设计了oneMHz和twoMHz两个分频器，分别实现50MHz到1MHz和1MHz到500kHz的分频。 14. **分频器实现**：使用VHDL过程语句实现计数和分频功能，当计数值达到预设值时翻转输出信号。 15. **系统验证**：完成所有设计后，需要在硬件平台上下载验证，确保设计的正确性和功能的完整性。 通过以上知识点，我们可以看到这个项目涵盖了数字电路设计的基础知识，包括逻辑门、计数器、分频器、VHDL编程以及FPGA的使用，同时也涉及到实际应用中的计费算法和模拟功能的设计。这样的项目既锻炼了设计者的逻辑思维能力，又提升了其实验室操作技能。