FPGA出租车计费器设计实现与Verilog源码解析

资源摘要信息:"基于FPGA的出租车计费器Verilog设计与实现课设文档及源码解析" 在现代电子设计自动化(EDA)领域，现场可编程门阵列(FPGA)因其可编程性和灵活性而广受欢迎。本文档及源码提供了一个基于FPGA的出租车计费器的完整设计与实现，使用Verilog硬件描述语言编写，并在Quartus II 9.1开发环境中进行设计。本课设文档详细阐述了出租车计费器的设计任务、要求以及各模块的设计说明，适合电子工程、计算机工程等专业学生作为课程设计的参考。 课程设计任务及要求概述了整个出租车计费器的主要功能和设计要点。首先，该计费器能够根据行驶的里程数进行计费，具体计费标准为起步价5元，覆盖3公里，超过3公里后，每增加0.1公里，费用增加0.4元。其次，设计要求实现显示电路，动态显示车费和行驶里程。计费器能够实现预置功能，用户可以根据需要调整起步费、每公里费用和起步里程。此外，计费器还应具备模拟汽车启动、停止、暂停状态以及速度调节的功能。所有这些功能均需用Verilog HDL语言实现，并采用层次化设计方法。 在模块设计说明部分，文档详细介绍了三个主要模块的设计细节： 1. 车速控制模块：负责根据起停键的状态控制脉冲的输出。当起停键为高电平时，模块根据设定的车速产生相应频率的脉冲信号驱动计费器和里程显示模块计数；当起停键为低电平时，停止输出脉冲信号。 2. 里程动态显示模块：接收车速控制模块输出的脉冲信号，每接收到一个脉冲信号，里程计数增加0.1公里。该模块负责将里程数值动态显示出来。 3. 计费动态显示模块：初值设为5元，只有当里程超过3公里后，该模块才开始响应车速控制模块的脉冲信号。每接收一个脉冲信号，计费值增加0.4元，并动态显示出来。 源码部分包含两个关键的Verilog模块实现： - 计费模块：负责根据行驶的公里数计算费用。通过参数化的方式，定义了基本价格、单位价格和不计费的距离。计费值的计算通过逻辑运算和位移运算实现。 - 里程测量模块：负责根据车速控制模块的脉冲信号来计数，从而计算出行驶的总里程数。模块内部使用了状态机来处理不同状态（如启动、暂停、继续）下的计数逻辑。 整个设计的实现，不仅涉及到Verilog编程技能，还包括对FPGA的编程和开发流程的理解，以及如何在Quartus II等EDA工具中进行工程设计、仿真和实际硬件的调试。 文档文件《基于FPGA的出租车计费器Verilog设计与实现.doc》提供了完整的项目背景、设计要求、模块分析、代码实现、测试和验证过程。而工程源码文件则包含所有必要的Verilog代码和Quartus工程文件，以便在FPGA开发板上进行验证。 在学习和参考这份课设文档及源码时，应当重点关注以下几个方面： - Verilog语言的基础语法和高级特性，如何描述硬件行为。 - 层次化设计方法的使用，即如何将复杂系统分解为多个模块，并定义模块间的接口。 - 如何在Quartus II等EDA工具中进行项目创建、代码编写、编译、仿真和调试。 - 出租车计费器功能的具体实现，包括计费逻辑、显示逻辑和控制逻辑。 - FPGA的基本工作原理以及如何利用FPGA实现特定的硬件功能。 综上所述，这份课设文档及源码为学习和实践Verilog编程、FPGA开发以及数字逻辑设计提供了宝贵的学习资料。通过深入研究和实现这个项目，学生可以提高其在数字系统设计方面的理论知识和实践能力。