【Vivado】基于FPGA的出租车计价表设计

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【Vivado】基于FPGA的出租车计价表设计。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

学校FPGA设计结课课设
主要做了出租车计价表,一个比较旧的课题,代码如下:

1.基本代码

基于fpga的出租车计费器源码,fpga开发
分模块编程,按照价目表写代码,具体注释见代码。

module taxi_cost(
    input clk,
    input rst,
    input key_start,
    input key_clear,
    output reg[3:0] en_seg,
    output reg[7:0] sseg
);
    reg[0:0] start_flag;  //是否开始计费 1为开始计费,0停止计费
    reg[1:0] cost_stage; //费用阶段,0 - 2km以内,5元; 
                         //         2 - 10km,每千米2元
                         //         10km以外,每千米3元
    reg[9:0] distance;  //行驶的总距离,用于判断在哪个费用阶段
    reg[9:0] cost;      //计算总费用
    reg[6:0] counter;   //计算次数
    
    /*
     状态初始化,起步价为5元
    */
    initial begin
        start_flag = 0;   //开始标志位清0
        cost_stage = 0;   //初始化为第一阶段 0-2km以内费用5元
        cost = 9'd5;      //初始费用5元
        distance = 0;     //初始距离为0km
        counter = 0;
    end
    
    always @(key_start) //判断开始计费按键是否按下
        if(key_start)
            start_flag = 1;
        else
            start_flag = 0;
    
    always @(key_clear)begin //如果清0按键按下,回到初始状态
        cost_stage = 0;
        cost = 9'd5;
        distance = 0;
        counter = 0;
        start_flag = 0;
    end
    
    /*
        路程计算
        假设出租车的车速为36km/h,即10m/s
        使用的输入时钟为100MHz,则每一周期为1ns,需要计算1_000_000_000才为1s
        故定义一个位宽为30的变量M(M的范围为0-2^30,即0-1073741824),每次自加1
        当加到1_000_000_000时,counter加1,加到100时,获得10*100 = 1000m = 1km
        (仿真时为了更快得出结果,M和counter的数字适当变小)
    */
    localparam M = 30;
    reg[M-1:0] regM;
    
    always @(posedge clk,posedge rst)
        if(rst)
            regM <= 0;
         else
            if(start_flag)
                regM <= regM + 1;
            
     always @* begin
        if(regM > 'd1_000_000_000)begin // 1s。regM清零,counter加1
            counter = counter + 1;
            regM = 0;
            if(counter == 100) begin //达到1km,路程加1km
                distance = distance + 1;
                counter = 0;
                case(cost_stage)     //根据阶段计费
                    2'b00:begin
                        cost = 'd5; //第一阶段 保持5元
                    end
                    2'b01:begin //第二阶段,每增加1km价格加2元
                        cost = cost + 'd2;
                    end
                    2'b10:begin //第三阶段,每增加1km价格加3元
                        cost = cost + 'd3;
                    end
                endcase
            end
        end
     end
     
     always @(distance) begin //判断阶段
        if(distance > 'd2) begin
            cost_stage = 1;
        end
        if(distance > 'd10) begin
            cost_stage = 2;
        end  
     end
     
     /*
      数码管显示
      设置了sigle、ten、hundred三个变量,每个变量都是4位(范围0-16,实际只用了0-9)
      为了营造四个数码管同时点亮的视觉效果,对数码管的片选时间定为1000Hz即可
      输入时钟为100MHz,故只要2^17分频即可获得约800Hz,再增加两位用于溢出判断是哪一位被选中
     */ 
    reg [3:0] sigle;
    reg [3:0] ten;
    reg [3:0] hundred;
    
    localparam N = 17;
    reg[N-1:0] regN;
    
    always @(posedge clk,posedge rst)
        if(rst)
            regN <= 0;
        else
            if(start_flag)
                regN <= regN + 1;
     //用于计算每个位的数字       
     always @* begin
        sigle = cost % 10;
        ten = cost % 100 / 4'd10;
        hundred = cost / 100;
     end
     
     //数码管显示
     always @*
        if(start_flag)
            case(regN[N-1:N-2])
                2'b00:begin
                    en_seg = 4'b1110;
                    sseg = tran_seg(sigle);
                end
                2'b01:begin
                    en_seg = 4'b1101;
                    sseg = tran_seg(ten);
                end
                2'b10:begin
                    en_seg = 4'b1011;
                    sseg = tran_seg(hundred);
                end
                2'b11:begin
                    en_seg = 4'b0111;
                    sseg = tran_seg(10);
                end
            endcase
        
        //将10进制转换成2禁止,用于数码管输出,选择的是共阴数码管,被选中段为1即输出
        function[7:0] tran_seg;
            input[3:0] data;
            begin
                case(data)
                    4'd0:tran_seg = 8'b0111_1110; //0 -> 0x7e
                    4'd1:tran_seg = 8'b0011_0000; //1 -> 0x30
                    4'd2:tran_seg = 8'b0110_1101; //2 -> 0x6d
                    4'd3:tran_seg = 8'b0111_1001; //3 -> 0x79
                    4'd4:tran_seg = 8'b0011_0011; //4 -> 0x33
                    4'd5:tran_seg = 8'b0101_1011; //5 -> 0x5b
                    4'd6:tran_seg = 8'b0101_1111; //6 -> 0x5f
                    4'd7:tran_seg = 8'b0111_0000; //7 -> 0x70
                    4'd8:tran_seg = 8'b0111_1111; //8 -> 0x7f
                    4'd9:tran_seg = 8'b0111_1011; //9 -> 0x7b
                    default:tran_seg = 8'b0000_000; //熄灭
                endcase
            end
         endfunction
endmodule

2.不同车流量段判断

基于fpga的出租车计费器源码,fpga开发

在module里新加一个input变量key_stage,用key_stage表示不同车流量段,用以计数

always @* begin
      if(regM > 'd100) begin //时间达到1s。regM清零,couner加1
          counter = counter + 1;
          regM = 0;
          if(counter == 10) begin //达到1km,路程加1km
              distance = distance + 1;
              counter = 0;
              case(cost_stage)     //根据阶段计费
                  2'b00:begin
                      cost = 'd10; //第一阶段 
                  end
                  2'b01:begin //第二阶段
                      if(key_stage)
                          cost = cost + 'd1;
                      else
                          cost = cost + 'd2; 
                  end
                  2'b10:begin //第三阶段
                       if(key_stage)
                          cost = cost + 'd2;
                       else
                          cost = cost + 'd3;
                  end
              endcase
          end
      end
end

3.夜晚白天判断

基于fpga的出租车计费器源码,fpga开发
在module里新增一个变量state来限定是在白天还是夜间文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-762126.html

//判断收费阶段
always @(all_dist) begin
    if(all_dist < 3) begin
        cost_stage = STAGE_1;
    end
    if(all_dist > 3 & all_dist < 10) begin
        cost_stage = STAGE_2;
    end
    if(all_dist > 10) begin
        cost_stage = STAGE_3;
    end
    case (cost_stage) // 根据收费阶段计算费用
        STAGE_1: begin
            cost = cost;
        end
        STAGE_2: begin
            if(state) cost = cost + 3;
            else cost = cost + 2;
        end
        STAGE_3: begin 
            if(state) cost = cost + 4;
            else cost = cost + 3;
        end
    endcase
end

到了这里,关于【Vivado】基于FPGA的出租车计价表设计的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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