基于DE2 FPGA的出租车计价器设计实现

标题中的“FPGA 基于DE2的出租车计价器”涉及了FPGA技术和DE2开发板，同时描述中提到了出租车计价器的课设实现，包括按里程分段计费和按等待时间分段计费的功能。标签中的“Verilog”指明了开发语言为Verilog HDL（硬件描述语言），而“压缩包子文件的文件名称列表”中的“zong”暗示了可能存在一个总结或汇总的文件名。 知识点概述： 1. FPGA技术基础 2. DE2开发板简介 3. Verilog HDL编程基础 4. 出租车计价器系统设计 5. 按里程分段计费机制 6. 按等待时间分段计费机制 7. Verilog实现逻辑 1. FPGA技术基础 FPGA，全称为现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array），是一种可以通过编程来配置的半导体器件。FPGA由可编程的逻辑块阵列、可编程输入输出单元以及可编程的内部连线组成。与传统ASIC（专用集成电路）相比，FPGA具有灵活性高、开发周期短、可重复配置等优点，适用于原型设计和小批量生产。FPGA的编程语言通常为硬件描述语言，主要有VHDL和Verilog。 2. DE2开发板简介 DE2开发板是由美国Altera公司（现隶属于Intel）出品的一款面向教育和研究的开发板。DE2平台搭载了Altera公司生产的Cyclone II FPGA芯片，并配备了丰富的外设接口，如视频输入输出接口、音频输入输出接口、以太网接口、SD卡接口等。这款开发板广泛用于数字逻辑设计、微处理器设计、嵌入式系统开发等教学和科研活动中。 3. Verilog HDL编程基础 Verilog HDL是一种用于电子系统设计的硬件描述语言，广泛应用于数字电路设计领域。Verilog语言允许设计者使用文本文件编写硬件结构，通过编译器生成可以在FPGA或ASIC中实现的电路结构。Verilog HDL语言基础包括模块（module）、端口（port）、输入输出声明（input/output）、赋值语句（assign）、条件语句（if/else）、过程块（always）、时序控制（wait/edge）等关键概念。 4. 出租车计价器系统设计 出租车计价器设计是一个典型的嵌入式系统应用实例。系统需要根据出租车运行的实时数据计算出乘客应付的车费。设计任务通常包含里程计数器、计时器、费率设置、费用计算以及显示接口等基本组成部分。 5. 按里程分段计费机制 里程分段计费是出租车计价器中一个重要的计费策略。该机制通常涉及到几个不同的费率区间，比如起步价对应的里程区间、超出起步里程后的第二价格区间、以及可能的其他更高费率区间。设计时需要根据当地出租车公司规定，编写相应逻辑来实现不同里程段的计费切换。 6. 按等待时间分段计费机制 除了根据行驶里程计费外，出租车计价器还需要考虑乘客等待费用。该机制同样基于时间分段的概念，如起步等待时间内的价格，超过起步时间后的等待费用等。计费系统需要对时间进行实时监测和计数，并在满足特定条件时调整等待费用。 7. Verilog实现逻辑 在Verilog HDL中实现出租车计价器的计费逻辑，需要使用模块化的编程思想，将计费逻辑分解为若干子模块。例如，可以创建专门处理里程计费的模块、处理等待计费的模块、费用总和的计算模块等。各个模块之间通过端口连接传递信号和数据，共同实现整个计价器的功能。程序中应当使用条件语句、过程块来处理不同的费率切换，时序控制来实现计时器功能，以及使用适当的赋值语句来更新计费结果。 总结：本课设项目FPGA基于DE2开发板实现了一个功能完善的出租车计价器，涵盖了硬件描述语言Verilog的编程实践，通过对计费机制的细致划分，实现了按里程和等待时间分段计费。设计者需要理解FPGA硬件架构、掌握Verilog编程技能，同时对出租车计价原理有所了解，才能完成这样的系统设计。