基于VHDL语言的出租车计费系统设计

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:1421

作者：席砺莼董丽梅田梦周闫宏伟

摘要：利用vhdl语言设计出租车计费系统，使其实现计费以及预置和模拟汽车启动、停止、暂停等功能，并设计动态扫描电路显示车费数目，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点。此程序通过下载到特定芯片后，可应用于实际的出租车计费系统中。

关键词：超高速集成电路硬件描述语言；计数器；max+plusⅱ；高速集成电路

1 前言

目前，电子系统正向集成化、大规模和高速度的方向发展，集成电路的规模越来越大，复杂程度越来越高，因此传统的门级描述方法显得过于琐碎，难以理解掌握。由美国国防部提出的vhdl（very high speed integrated circuit hardware description language）即超高速集成电路硬件描述语言，采用高层次的、自顶向下的设计方法来描述硬件，非常适合当前需要。美国国防部为了要解决项目间的信息交换困难和设计维护困难，同时也为解决当时的超高速集成电路（vhsic，very high speed integrated circuit）计划而提出的一种硬件描述语言。1987年12月ieee接受vhdl为标准的hdl，这就是今天的ieee std1076-1987和ieee std1076-1993。

max+plusⅱ（multiple array matrix and programmable logic user systems）是电子设计不可缺少的工具，他可以接受多种方式的输入：原理图输入、文本输入（硬件描述语言）、第三方eda工具提供的接口等。max+plusⅱ的仿真器具有很强灵活性，可以控制对单器件或多器件的仿真。max+plusⅱ还提供了丰富的帮助库。

本文采用vhdl语言来设计实现出租车计费系统，源程序经美国altera公司的max+plusⅱ软件调试优化，下载到特定芯片（max系列的epm 7128slc8415）后，可应用于实际的出租车计费系统中。

2 出租车计费系统的设计

2.1 出租车计费器工作原理

实际中出租车的计费工作原理一般分成3个阶段：

（1）车起步开始计费。首先显示起步价（本次设计起步费为7.00元）,车在行驶3 km以内，只收起步价7.00元。

（2）车行驶超过3 km后,按每公里2.2元计费（在7.00元基础上每行驶1 km车费加2.2元）,车费依次累加。

（3）行驶路程达到或超过9 km后(车费达到20元)，每公里加收50%的车费,车费变成按每公里3.3元开始计费。车暂时停止（行驶中遇红灯或中途暂时停车）不计费，车费保持不变。若停止则车费清零，等待下一次计费的开始。

2.2 基本设计思想

（1）根据出租车计费原理，将出租车计费部分由5个计数器来完成分别为countera，counterb，counterc，counterd，countere。①计数器a完成车费百位。②计数器b完成车费十位和个位。③计数器c完成车费角和分。④计数器d完成计数到30（完成车费的起步价）。⑤计数器e完成模拟实现车行驶100 m的功能。

（2）行驶过程中车费附加50%的功能：由比较器实现。

（3）车费的显示：由动态扫描电路来完成。用专用模块来实现，完成数据的输入即动态数据的显示。

（4）通过分析可以设计出系统的顶层框图如图1所示：

2.3 具体模块划分并实现及部分程序

计费器按里程收费,每100 m开始一次计费.图2为原理结构图，各模块功能如下:

（1）计数器a为十进制计数器，其结果为车费的百位，与5位数码管的最高位相连，计数时钟为进位脉冲。程序如下：

（2）计数器b为带预置的模100十进制计数器，预置数为出租车起步价，车费的十位和个位，与数码管的第2位和第3位相连。计数时钟为计数器c的进位脉冲信号。

（3）计数器c为可变步长的模100十进制计数器，带预置端，预置数为计数步长。计数器c主要用于累加，