基于VHDL出租车计费系统的设计与仿真(4)
出租车计费系统将实现的内容如下：
1．起步费为13元，燃油附加费每车次1元；
2．出租车行程在3公里内（包括3公里），同时，也满足等待累计时间在2分钟内（包括2分钟）的情况时，出租车的金额为起步费和燃油附加费之和；3公里外（不包括3公里），超出部分额外计算，在白天，超出部分按每公里2.4元计算，在夜间，超出部分按以每公里3.1元计算。同时，在乘车期间，等待累计时间在2分钟外（不包括2分钟）白天按每2分钟以2.4元计费，夜间以每2分钟以3.1元计费。最终超出部分费用和起步费及燃油附加费之和作为最终乘客应该支付的金额。
3．行驶公里数、等待累计时间和最后需要支付的总费用能通过显示器显示。
在本课题中，将研究实现以上列举的功能，通过分析研究设计，并用相关语言编写代码，之后仿真综合，将本次设计出租车计费系统模拟出来。
2 设计分析
本论文研究内容是基于Verilog HDL出租车计费系统的设计与仿真，为实现这一内容，对出租车计费系统的设计和实现这一设计所需使用的软件情况进行如下分析。
2.1 出租车计费系统基本内容
在经过调研之后，对本市的出租车的计费情况有了一定的了解。在本市，出租车的类型主要包括市区小型客运出租汽车、市区中型客运出租汽车和区域性出租汽车等。而其中，市区小型客运出租汽车使用较为广泛，本课题即以上海地区小型出租车计费标准进行设计，各项基本功能和内容如下：
模拟出租车启动功能：当出租车收到指令，准备载客时，功能开始启动，此时，根据当时情况（白天还是黑夜），有区别的选择计费模式，并记录起步价和燃油附加费。同时，开始计算行驶路程。
计价功能：当出租车在行驶过程中，根据行驶的公里数开始计价，在起步公里（3公里，包括3公里）之内，则起步价和燃油附加费之和作为最终金额，如果行驶路程超出起步公里（3公里），则根据超出部分分别计算金额，这里有三种情况区分：出租汽车超起租部分每公里单价2.4元，夜间（23时至次日5时）上浮30％；当出租车车速低于12公里/小时，或者在乘客要求停车等候时，每5分钟计收取1公里超起租里程的单价（考虑到时间问题，在本设计中，将等待时间更改为每两分钟收取1公里超出部分的单价）。分别通过不同情况进行计算出租车在行驶过程中的金额变化。最终，将起步费和燃油附加费以及超出部分金额叠加在一起作为最终的费用。
等待功能：在行车过程中，使用开关触发计算等待时间。
显示功能：出租车车内装有显示器，显示器是用来显示里程数、等待时间和金额，主要是在乘客乘车过程中触发，可以显示出租车行驶里程数，并且在乘客下车时，显示出租车在行驶过程中的等待时间，并且显示出整个行驶过程产生的费用。
复位功能：在乘客下车后，显示器依旧显示了最近一次乘客的相关数据，此时，出租车司机需要手动按键将出租车计费系统复位清零，以便准确计算下一位乘客产生的费用。
2.2 设计原理及思想
本设计主要是实现乘客乘坐出租车时所产生的费用的计算。从乘客乘上出租车开始，路程开始计算，由开关K1选择白天和夜间的模式，开始之后，里程数自动从0开始增长（此处简便操作，不以车轮滚动圈数来计算里程数），到达3公里之后开始额外计费，乘车期间，由开关K2触发等待时间计时，等待时间也讲产生相应费用，将起步费、燃油附加费、超出起步费包含的里程数的费用以及等待时间产生的额外费用相加得到总金额。最后，在显示器上能够显示出租车行驶的公里数、等待的累计时间和乘车索所要支付的总费用。