基于CYCLONE FPGA的出租车计价器设计与实现

资源摘要信息:"基于Cyclone FPGA的出租车计价器设计" 本项目为基于Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片（EP2C5T144C8）设计的出租车计价器系统。以下是项目中涉及的关键技术和知识点的详细说明： 1. EDA技术与FPGA应用 EDA（Electronic Design Automation）技术的高速发展极大地促进了电子系统设计方式的变革。特别是大规模可编程逻辑器件CPLD（Complex Programmable Logic Devices）和FPGA（Field-Programmable Gate Arrays）的出现，为电子设计人员提供了灵活性和便利性。利用FPGA进行产品开发可以显著降低成本、缩短设计周期，并提高产品的可靠性，同时保持完全的知识产权优势。 2. 系统设计要求与技术指标 出租车计价器的设计要求包括计费标准、显示信息、计价和计程范围、分辨率等。具体而言，要求能够处理起步价计费、按里程和时间的累加计费，同时能够准确显示行驶公里数、等待时间以及总费用。计价器的技术指标要涵盖计价范围、计程范围、计时范围以及相应的分辨率。 3. 系统组成和功能模块 出租车计价器系统由若干模块组成，包括行驶路程计数模块、等待时间计数模块、计费模块、控制模块和数码管显示模块。这些模块共同协作，完成计费器的所有功能。在计费过程中，根据乘客上车后的行驶里程和等待时间，计费器会按照预设的标准进行费用的计算。 4. 设计方法和层次结构 整个系统采用层次化、模块化的设计方法，这有助于管理复杂的系统设计。设计顺序从底层模块开始，逐步实现顶层模块。各模块的实现顺序和功能划分如下： - 行驶路程计数模块：计算并记录车辆行驶的距离。 - 等待时间计数模块：记录乘客等待的时间。 - 计费模块：根据行驶路程和等待时间，应用计费标准进行费用计算。 - 控制模块：协调各模块之间的操作，管理计费器的启动、暂停和停止。 - 数码管显示模块：将计费结果以数码管的方式展示给司机和乘客。 5. 顶层模块设计与变量定义 顶层模块是整个系统的核心，负责调用各子模块来实现完整的计费功能。顶层模块的设计涉及到多个输入输出端口，例如reset、start、stop、clk0等。这些端口用于控制计费器的操作状态和接收传感器信号。顶层模块还涉及到内部信号的定义和模块间的通信协议。 6. Quartus 9.1工程源码的作用 Quartus II是Altera公司推出的一款集成了FPGA/CPLD设计的软件。Quartus II软件支持包括项目管理、设计输入与约束、综合、仿真、布局布线、时序分析和设备编程等在内的一系列设计流程。在本项目中，Quartus II用于创建、编译和下载FPGA芯片上的出租车计价器的设计项目。其中，工程源码包括了设计的代码、约束文件和仿真测试平台等，这些都是FPGA实现计价器功能的关键部分。 7. 实验和测试 在设计完成后，需要通过实验来验证FPGA设计的正确性。这通常包括功能测试、时序测试等。实验过程中，可以利用Quartus II软件提供的仿真工具进行前仿真，检查设计是否符合预期的功能和性能。此外，还需要将设计下载到FPGA芯片上进行实际运行测试，确保计价器在真实环境中的稳定性和可靠性。 通过上述设计和实现，出租车计价器将能够为司机和乘客提供准确的计费服务，保障双方的利益，并为出租车公司的运营管理提供支持。