Verilog实现的电话计费系统设计与实现

"这篇文档是华中科技大学远程与继续教育学院的一份《Verilog与数字电子技术》实验报告，主题是设计一个基于Verilog的电话计费器解决方案，该设计在DE2实验板上实现。报告由郑广洲和严思危撰写，详细介绍了设计过程，包括功能模块设计、系统层次设计、代码实现、测试方案以及功能实现的验证。电话计费器具备设置余额、选择通话类型、按通话类型扣费、余额不足报警等功能，并使用EDA工具Quartus II 9.1进行仿真和实例化。" 在电话计费器的设计中，Verilog被用作硬件描述语言（HDL）来实现系统的逻辑功能。Verilog是一种广泛应用于数字电路设计的标准化语言，允许设计者以一种接近自然语言的方式来描述数字系统的结构和行为。在这项设计中，Verilog用于定义各个功能模块，如余额管理、通话类型选择、费用计算和报警机制。 电话计费器的核心功能包括： 1. **余额管理**：允许用户通过增加或减少的方式设置预付费卡的余额，最大值为200元。此功能需要设计一个计数器模块来存储和更新余额信息。 2. **通话类型选择**：用户可以选择不同的通话类型，包括市话、国内长话、国际长话和特殊种类电话，每种类型对应不同的费率。这需要一个状态机来跟踪当前的通话类型。 3. **费用计算**：根据通话类型和通话时长来计算扣费。例如，市话每分钟0.1元，国内长话每分钟1元等。这涉及到了乘法和加法的逻辑运算。 4. **报警机制**：当余额低于特定阈值时，如市话低于0.5元，系统会触发报警，并在余额不足以支付一分钟通话时自动结束通话。这需要一个条件检测模块来监控余额并触发相应的操作。 5. **EDA工具应用**：设计过程中使用了Quartus II 9.1，这是一个由Altera公司提供的EDA工具，用于编译、优化、布局布线和仿真Verilog代码，最终生成可编程逻辑器件（如FPGA）的配置文件。 在设计过程中，通常会先进行模块化设计，将整个系统分解为多个独立的功能单元，如余额模块、通话类型选择模块、计时模块和报警模块。然后，这些模块通过Verilog代码进行详细描述，再集成到一个完整的系统中。最后，通过软件仿真验证设计的正确性，确保所有功能都能按预期工作。 这个项目展示了Verilog在实现复杂数字系统中的实用性，同时也体现了电子设计自动化在现代电子技术中的关键作用。通过这种方式，可以快速高效地设计出满足特定需求的硬件系统，并为可能的产品化打下基础。