基于VHDL的出租车计费系统设计与仿真

"该文介绍了一种基于VHDL语言和PLD的出租车计价器设计，使用MAX+PLUSⅡ软件进行开发和仿真。设计包括计费、预置、模拟功能，以及动态扫描显示车费。系统由车速控制、里程动态显示和计费动态显示等模块组成，通过层次化设计方法实现。实验要求验证计数状态、电路设计正确性，并最终通过实验箱下载验证。" 在电子设计领域，出租车计价器是一个典型的数字电子系统，用于计算并显示出租车的费用。本文详细阐述了一个基于Electronics Workbench (现称为MultiSim)的出租车计价器控制电路设计，以及一个使用VHDL语言和MAX+PLUSⅡ软件平台的PLD设计方案。两个方案都着重于实现计费功能，同时包含了预置、模拟和动态显示等功能。 在基于Electronics Workbench的方案中，计价器由四部分构成：里程计数及显示、计价电路、基本里程判别电路、秒信号发生器及等候计时电路和清零复位电路。这些电路共同协作，能够实时计算费用，考虑不同速度下的里程计数，并在费用达到特定阈值时调整费率。此外，该设计还具备显示总路程和单价的能力，提高了系统的实用性。 另一方面，VHDL语言和PLD方案则更加侧重于硬件描述语言的编程实现。通过VHDL，设计者可以精确地描述计费逻辑，包括起步费、每公里收费、额外费用等规则。系统由车速控制模块、里程动态显示模块和计费动态显示模块组成。车速控制模块根据汽车状态产生脉冲，里程显示模块接收脉冲并累加里程，而计费模块则根据里程和费用规则更新费用显示。设计还包括预置功能，允许用户设置基础参数，并通过功能仿真验证计数器状态和电路设计的准确性。 两种设计均强调了模拟功能，模拟汽车启动、停止、暂停等状态，以确保计价器在各种行驶条件下都能准确计费。动态扫描显示模块则负责将车费数值实时呈现，精确到两位小数，提供了直观的用户界面。 实验部分不仅要求设计满足特定的计费标准，还要求通过功能仿真和实际下载验证来确保设计的正确性和可靠性。这表明在实际应用之前，系统必须经过严格的测试和验证，以保证在真实环境中的稳定运行。 这两个设计展示了数字电子技术在解决实际问题中的应用，尤其是如何通过软件仿真和硬件描述语言来构建复杂的计费系统。它们不仅体现了数字逻辑设计的基本原理，还强调了实际工程中的可测试性和可验证性。