作者：席礪莼 董麗梅 田夢周 閆宏偉

    摘 要：利用vhdl語言設計出租車計費系統，使其實現計費以及預置和模擬汽車啟動、停止、暫停等功能，并設計動態掃描電路顯示車費數目，突出了其作為硬件描述語言的良好的可讀性、可移植性和易理解等優點。此程序通過下載到特定芯片后，可應用于實際的出租車計費系統中。��

    關鍵詞：超高速集成電路硬件描述語言；計數器；max+plusⅱ；高速集成電路��

    1 前言

    目前，電子系統正向集成化、大規模和高速度的方向發展，集成電路的規模越來越大，復雜程度越來越高，因此傳統的門級描述方法顯得過于瑣碎，難以理解掌握。由美國國防部提出的vhdl（very high speed integrated circuit hardware description language）即超高速集成電路硬件描述語言，采用高層次的、自頂向下的設計方法來描述硬件，非常適合當前需要。美國國防部為了要解決項目間的信息交換困難和設計維護困難，同時也為解決當時的超高速集成電路（vhsic，very high speed integrated circuit）計劃而提出的一種硬件描述語言。1987年12月ieee接受vhdl為標準的hdl，這就是今天的ieee std1076-1987和ieee std1076-1993。

    max+plusⅱ（multiple array matrix and programmable logic user systems）是電子設計不可缺少的工具，他可以接受多種方式的輸入：原理圖輸入、文本輸入（硬件描述語言）、第三方eda工具提供的接口等。max+plusⅱ的仿真器具有很強靈活性，可以控制對單器件或多器件的仿真。max+plusⅱ還提供了豐富的幫助庫。

    本文采用vhdl語言來設計實現出租車計費系統，源程序經美國altera公司的max+plusⅱ軟件調試優化，下載到特定芯片（max系列的epm 7128slc8415）后，可應用于實際的出租車計費系統中。

    2 出租車計費系統的設計

    2.1 出租車計費器工作原理

    實際中出租車的計費工作原理一般分成3個階段：

    （1）車起步開始計費。首先顯示起步價（本次設計起步費為7.00元）,車在行駛3 km以內，只收起步價7.00元。

    （2）車行駛超過3 km后,按每公里2.2元計費（在7.00元基礎上每行駛1 km車費加2.2元）,車費依次累加。

    （3）行駛路程達到或超過9 km后(車費達到20元)��，每公里加收50%的車費,車費變成按每公里3.3元��開始計費。車暫時停止（行駛中遇紅燈或中途暫時停車）不計費，車費保持不變。若停止則車費清零，等待下一次計費的開始。

    2.2 基本設計思想

    （1）根據出租車計費原理，將出租車計費部分由5個計數器來完成分別為countera，counterb，counterc，counterd，countere。①計數器a完成車費百位。②計數器b完成車費十位和個位。③計數器c完成車費角和分。④計數器d完成計數到30（完成車費的起步價）。⑤計數器e完成模擬實現車行駛100 m的功能。

    （2）行駛過程中車費附加50%的功能：由比較器實現。

    （3）車費的顯示：由動態掃描電路來完成。用專用模塊來實現，完成數據的輸入即動態數據的顯示。

    （4）通過分析可以設計出系統的頂層框圖如圖1所示：

    2.3 具體模塊劃分并實現及部分程序

    計費器按里程收費,每100 m開始一次計費.圖2為原理結構圖，各模塊功能如下:

    （1）計數器a為十進制計數器，其結果為車費的百位，與5位數碼管的最高位相連，計數時鐘為進位脈沖。程序如下：

    （2）計數器b為帶預置的模100十進制計數器，預置數為出租車起步價，車費的十位和個位，與數碼管的第2位和第3位相連。計數時鐘為計數器c的進位脈沖信號。

    （3）計數器c為可變步長的模100十進制計數器，帶預置端，預置數為計數步長。計數器c主要用于累加，