基于某VerilogHDL设计地出租车计价器.pdf

出租车计价器是一种常见于城市交通中的电子设备，用于计算乘客乘车费用。在本文中，我们将探讨一个基于Verilog HDL的设计方案，该方案利用可编程逻辑器件（如FPGA或CPLD）来实现这一功能。Verilog HDL是一种硬件描述语言，允许工程师用类似于编程的方式来描述数字系统的逻辑行为，进而可以被编译成硬件电路。 1. 前言 在当前的电子技术发展背景下，FPGA和CPLD因其灵活性和高性能而广泛应用于各种系统设计中。利用这些器件设计出租车计价器，可以实现高度定制化的功能，并且能够快速适应不同地区的计费规则。 2. 总体方案设计 设计要求通常包括以下几个方面： - 起步价：设定一定的起步费用。 - 里程计费：根据行驶的距离计算费用。 - 等待计时计费：当车辆停止时，计时并按一定费率收取费用。 - 显示功能：清晰地显示当前费用、行驶里程和等待时间。 在方案论证与选择过程中，需要考虑到系统的可靠性和成本效益，以及使用Verilog HDL的优势，比如便于逻辑复用和系统扩展。 3. 单元模块设计 设计中，出租车计价器通常由以下关键模块组成： 3.1 分频模块 分频模块用于生成精确的时间间隔，例如用于计时和计程。这包括两种类型的计数器： - 计数器分频模块：将输入时钟频率进行分频，得到所需的计时单位。 - 数码管分频模块：为数码管显示提供驱动信号，确保数字显示的刷新率足够高。 3.2 计程模块 计程模块根据车速信息（可能通过轮速传感器获得）来计算行驶距离。设计可能包含一个累加器，每当接收到新的车速数据时，累加器会增加相应的值。 3.3 计费模块 计费模块根据计程模块和计时模块的数据，结合预设的费率规则，计算出总费用。这可能涉及多个状态机，分别处理不同的费用计算阶段，如起步价、里程费和等待费。 3.4 计时模块 计时模块记录车辆静止的时间，以计算等待费用。这可以通过一个计数器实现，当车速低于特定阈值时开始计时，高于阈值时停止。 3.5 译码与动态扫描显示模块 这部分负责将计算结果转换为适合七段数码管显示的格式，同时采用动态扫描技术减少硬件资源的使用，提高显示效率。 4. 实现与验证 设计完成后，使用Quartus II 9.0这样的综合与仿真工具对Verilog代码进行编译和仿真，确保所有模块功能正确。通过仿真结果验证各模块的性能，并最终将设计下载到实际的FPGA或CPLD硬件上进行测试，以确保其在真实环境下的正确工作。 5. 结论 基于Verilog HDL的出租车计价器设计提供了一种灵活且高效的方法来实现复杂的计费逻辑。这种设计不仅满足了基本的计费需求，还具有易于修改和扩展的特点，适应未来可能的变化和升级需求。 关键词：FPGA, 出租车计价器, Quartus, Verilog HDL