出租车计费系统的设计Verilog代码Xilinx ISE EVM31开发板

名称：出租车计费系统的设计Verilog代码Xilinx ISE EVM31开发板

软件：Xilinx ISE

语言：Verilog

代码功能

该出租车计费系统基于FPGA实现完整的计费功能，包括起步价计算、里程计费和时间计费。系统支持三种计费模式：起步阶段（3公里内）、里程计费（速度大于1m/s）和时间计费（速度小于等于1m/s）。具有上客、下客、速度调节等控制功能，实时计算并显示费用。系统采用状态机设计，确保计费逻辑的正确性和稳定性。

本代码已在EVM31开发板验证，EVM31开发板如下，其他开发板可以修改管脚适配：

代码实现思路

系统采用五状态状态机设计：空闲状态、起步阶段、里程计费、时间计费和完成状态。速度检测模块根据外部速度信号计算实际行驶速度。计费逻辑根据行驶距离和时间自动切换计费模式，起步价90角，超过3公里后按里程（50米1角）和时间（10秒1角）计费。显示模块采用动态扫描技术驱动数码管显示费用信息。

设计文档：

代码结构

系统采用层次化模块结构：

- taxi.v - 主计费模块，实现状态机和计费逻辑

- taxi_top.v - 顶层模块，集成所有功能

- div.v - 除法运算模块，用于费用计算

- debounce.v - 按键消抖模块

- bcd_8421.v - BCD码转换模块

- hc595_ctrl.v - 74HC595控制模块

- seg_dynamic.v - 动态显示模块

- speed_gen.v - 速度生成模块

各模块协同工作，实现完整的出租车计费功能。

部分代码

// 出租车计费主模块
module taxi#(
    parameter TIME_1S = 50000000    // 1秒时间  
)(
    input clk,          // 50MHz时钟输入
    input rst_n,
    input speed_flag,   // 模拟速度的按键   一次按键增加速度
    input key_start,    // 上客开始计费按钮
    input key_off,      // 下客按钮   
    output reg led,     // led指示灯
    output reg [19:0] cost  // 费用
);
 
parameter IDLE = 5'b00001;         // 等客阶段
parameter WORK_STEP = 5'b00010;    // 起步阶段 3Km以内
parameter WORK_MILEAGE = 5'b00100; // 超过3km使用里程计费
parameter WORK_TIME = 5'b01000;    // 超过3km使用时间计费  
parameter DONE = 5'b10000;         // 下客阶段
 
reg [4:0] state;                   // 状态寄存器
 
// 按键消抖处理
reg key_start_buf0, key_start_buf1;
reg key_off_buf0, key_off_buf1;
wire start_en, off_en;
 
assign start_en = ((key_start_buf0 == 1'b1) & (key_start_buf1 == 1'b0)) ? 1'b1 : 1'b0;
assign off_en = ((key_off_buf0 == 1'b1) & (key_off_buf1 == 1'b0)) ? 1'b1 : 1'b0;
 
// 计费逻辑
wire [19:0] cost_buf;
assign cost_buf = (distance >= 3000) ? business_distance[19:0] + business_time[19:0] + 90 : 20'd90;
 
// 状态机转换
always@(posedge clk or negedge rst_n)
if (rst_n == 1'b0)   
    state <= IDLE;
else
    case (state) 
        IDLE:
            if (start_en == 1'b1) 
                state <= WORK_STEP;
            else
                state <= IDLE;
        WORK_STEP:
            if (off_en == 1'b1)        // 下客时完成
                state <= DONE;
            else if (distance >= 3000) // 超过起步距离
                if (speed > 1)         // 速度大于1m/s使用里程计费
                    state <= WORK_MILEAGE;
                else                   // 速度小于等于1m/s使用时间计费
                    state <= WORK_TIME;
            else
                state <= WORK_STEP;
        // 其他状态转换逻辑...
    endcase
 
// 状态机输出信号
always@(posedge clk or negedge rst_n)
if (rst_n == 1'b0)   
    distance <= 20'b0;
    time_cnt_1s <= 32'b0;
    time_cnt <= 20'b0;
    cost <= 20'b0;
    led <= 1'b0;
else
    case (state) 
        IDLE:
            distance <= 20'b0;
            cost <= 20'b0;
            led <= 1'b0;
        WORK_STEP:
            if (time_cnt_1s >= TIME_1S - 1'b1) // 计时
                time_cnt_1s <= 32'b0;
                distance <= distance + speed * 2; // 距离累加
            cost <= 20'd90;  // 起步价90角
            led <= 1'b1;
        // 其他状态输出逻辑...
    endcase
 
endmodule

代码文件（付费下载）：