缩距法出租车计价器项目设计方案

1、缩距法出租车计价器项目设计方案1 概述1.1 基本要求（ 1）能显示里程，单位为公里，最后一位为小数位。（2）能显示金额数，单位为元，最后一位为小数位。（ 3）可设定单程价格和往返价格，单程价格为 2 元/ 公里，往返价格为 1.5 元/ 公里。（4）车速5公里/小时的时间累积为总等待时间，每 5 分钟等待时间相当于里 程数增加 1 公里。（5）起步公里数为 3 公里，价格为 5元，若实际距离大于 3 公里，按规则 3 计 算价格。（ 6）按暂停键，计价器可暂停计价，按查询键，可显示总等待时间。发挥部分：空车指示、语音提示、信息存储等。1.2 设计参数由于要求没有给出车轮的相关参数， 所以这里

2、进行一些基本参数的查询。 据 调查统计，现行出租车轮胎直径大致有四种，直径分别为520mm、540mm、560mm和 580mm.本作品针对560mm勺出租车进行设计。它的周长为：1.7584 m 57圈行驶 100m。1.3 系统原理 出租车计价器是乘客与司机双方的交易准则，它是出租车行业发展的重要 标志。它关系着交易双方的利益， 具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司 机朋友还是乘客来说都是很必要的。 因此，汽车计价器的研究也是十分有应用价 值和现实意义的。出租车计价是根据车所行驶的路程以及乘客乘车的方式综合决定的。 出租车 行驶总路程可以通过车轮的周长乘车轮旋转圈数得到。 即可计算得到

3、车轮旋转几 周出租车能行驶一公里的路程。 使用霍尔传感器方便地计量车轮旋转的圈数。 输 出的脉冲信号被接入到AT89S52单片机系统中，通过计算接收到的脉冲个数，计 算出当前所行驶的路程， 并且可以计算实时的速度， 在速度低于 5公里每小时是 进入等待计费。于此同时，根据不同的收费标准，通过选择相应的起步价、单价 等收费标准进行计算。通过键盘能够实现往返设置，启动、暂停、停止计价器以 及切换显示当前的行驶里程和需支付的车费。本设计硬件电路分为五个单元：单片机最小系统单元，指示灯电路单元，按 键电路单元，路程时间与金额显示单元，转速信号接收单元。软件系统分为五个 大的模块为：总初始化模块，按键扫

4、描模块，中断与定时模块，数据计算模块， 数码管显示模块。其中，键盘扫描和数码管显示采用查询方式，转速信号接收与 等待记时采用中断方式。这些软硬件系统构成了最终的设计。2系统总体方案及硬件设计2.1设计方案介绍计数器系统主要由五部分组成：A44E霍尔传感器、STC89C5惮片机、独立 键盘、EEPROM AT24C02A显示数码管。霍尔传感器安装在车轮上，主要检测汽车行进的公里数，并产生一系列相应 的脉冲输出，脉冲送到单片机进行处理，单片机根据程序设定通过计算脉冲数换 算出行驶公里数，再根据从 EEPRO中读取的价格等相关数据进行金额的计算， 计算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上。独立

5、键盘可以调节价格等 相关数据，按下相应的按钮，产生信号交由单片机处理并实时显示出来，调节好 的数据存储到EEPROI中，掉电后可以使调好的数据不丢失，下次得电后直接从 EEPRO读到单片机，系统结构图如图12.2 单片机的概念单片机（microcontroller，又称微控制器）是在一块硅片上集成了各种部 件的微型计算机。这些部件包括中央处理器 CPU数据存储器RAM程序存储器ROM定时器/计数器和多种I/O接口电路。图2是80C51单片机的基本结构图中断控制器T0AT1A128BRAM定时/计数器C/T0，C/T1/CPU总线控制串行口人人图2 89C51结构方框图2.3 A44E霍尔传感器

6、检测单元A44E属于开关型的霍尔器件，其工作电压围比较宽（4.518V）,其输出 的信号符合TTL电平标准，可以直接接到单片机的IO端口上，而且其最高检测 频率可达到1MHZA44E集成霍耳开关由稳压器 A、霍耳电势发生器（即硅霍耳片）B、差分放大 器C、施密特触发器D和OC、1输出E五个基本部分组成。在输入端输入电压Vcc,经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，根据 霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流， 则与这 二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差 VH输出，该VH信号经放大器放大后送 至施密特触发器整形，使其成为方波输送到OC门输出。当施加的磁场达到工作点（即

7、Bop）时，触发器输出高电压（相对于地电位），使三极管导通，此时OC门输出端输出低电压，三极管截止，使 OC门输出高电压，这种状态为关。这样 两次电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作。A44E霍尔传感器原理如图3所示。图3 A44E霍尔传感器原理里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的脉冲信号，送到单片机产生中断，单片机再根据程序设定，计算出里程。其原理如图4所示。图4霍尔传感器的脉冲信号2.4计时与时间显示模块电路设计时间显示采用24小时计时方式，时、分、秒用8位LED数码管动态扫描法 显示。该电路采用AT89C52单片机控制，通过4个开关按键来调节时间，其中按 键开关SP1 SP2

8、 SP3分别接单片机的P0.0、P0.1、P0.2 口，分别调节时钟的 秒、分、时；单刀双掷开关 K1 （实际硬件电路用短路冒代替）控制时、分、秒 的加减调节，当发光二极管亮时，按下按键开关进行加1调节；当发光二极管灭 时，按下按键开关进行减1调节。在本电路中，各位LED数码管的段选端并接在一起，通过 220欧姆电阻和 8位数据锁存器74LS573 （下面的模块图中省略，详见后总原理图）接到单片机 AT89C52的P1 口。其中，8位数据锁存器74LS573主要是驱动LED数码管的段选 端,使LED数码管的显示更亮；220欧姆电阻在电路中起到限流的作用，防止LED 数码管烧坏。各位LED数码管

9、的位选端通过ULN2803（下面的模块图中省略，详 见后总原理图）和74LS138接到单片机的P2.0、P2.1、P2.2 口。其中，电路通 过74LS138将P2.0、P2.1、P2.2 口的输出状态译成 8种BCD码，这8种BCD码 分别对应选择LED数码管的各位，起到位选作用；并在74LS138后面接上达林顿 管ULN2803增加LED数码管位选驱动能力。下面分别介绍各个元器件的功能和 在模块电路中的作用。2.5键盘调整单元当单价等信息需要进行修改时，就要用到键盘进行修改。由于调节信息不多， 故采用4个独立键盘即可，分别实现清零、切换、增大、减小和功能等作用。电 路原理如图5所示。S1

10、:接P1.0 口，对上一次的计费进行清零，为下次载客准备S2:接P1.1 口，实现白天和夜晚单价的切换；当功能键S4按下时，S2可对数据进行增大。S3:接P1.2 口，当功能键S4按下时，S3可对数据进行减小。S4:接P1.3 口，按1次，进入调整白天单价；按2次，进入调整夜晚单价； 按3次，进入调整等待单价；按4次，进入调整起步价；按5次，返回。2.6 键盘程序键盘采用查询的方式， 放在主程序中， 当没有按键按下的时候， 单片机循环 主程序，一旦右按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。流程图 如图 6。key3 num=1 ?key3num 为真key 仁0?白天单价+ikey2

11、=0?NY白天单价-1显示key3=0?Ykey3num+key3nu m=2?Ykey3nu m=3?存储白天单价Ykey1=0?YN夜晚单价+1存储夜晚单价key3 nu m=4?key2=0?Y夜晚单价-1key1=0?等待单价+1key2=0?Y等待单价-1key3nu m=5?存储等待单价YNkey1=0?Y起步价+1key2=0? /起步价+1耳F存储起1步价key3 num=03 软件设计3.1 模块介绍 该计费器系统的软件设计分为一下几个模块： （1）主程序模块在主程序模块中，需要完成对个接口芯片的初始化、出租车起步价和单价、 中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。另外，在

12、主程序模块中还需要设 置启动/清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器，并对它们进行初始化。然 后，主程序将根据各标志寄存器的容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同 的操作。流程图如3-4所示。当按下轻触开关时，开始对系统初始化，价格和时间都显示0、0，再次按下开关，时间单元开始计时，并计算时间是否超过 2分钟，超过2分钟，则从第 3分钟开始计费。价格单元从起步价 5.0元开始计费，每多一分钟，价格单元多 加2元。（2）显示子程序模块由于显示是由显示时间子程序 DIS1和显示价格子程序DIS组成的，时间由 小时、分、秒三个单元组成，共六个数码管。价格由元和角两个单元组成，最大 可以显示999.

13、9元。3.2 程序流程图4 Proteus软件仿真railFALE IF*JMj 俯HAKJACTUll.iP2F J.iiTJiKJJ-E和JI Pujarrr 叫nPiiM 和”FJTic-j thf1_炉圭FE112Hi - T01 MJE5 1 IM -|TTFfij-iH II X if TFCl l i01齢 BEOTLk!hROJOTDeM-Di血i口 1EleIXDTtutIf H1irrTKU JItTFu筝 E*TWp*z :nr*-U 1laQ*1UlJLJ rprUl!b.- ?LI *I 11ull!4恳图7整体硬件电路图5 课程设计体会经过这些天有关于出租车计价器的

14、课程设计， 使我对单片机的应用有了更深 的了解。在课程设计的过程中，还是碰到了许多的问题。比如，对于数码管动态 扫描显示和键盘的延时防抖的综合编程不能较好地解决； 对于代码的前后顺序及 调用掌握得还不够好； 对于一些相关的应用软件没能熟练掌握。 通过这几天晚上 的苦想和反复调试，以及参考网上的程序，最终还是把问题解决了。通过这次课程设计，我最大的收获就是自己的动手能力和独立解决问题的能 力得到了很大的提高， 也充分体会到了自己设计东西的乐趣、 学会查阅资料和对 别人的东西融会变通的重要性， 也明白了很多知识光靠趴在书本上学是学不到其 中的精髓的， 必须亲自去试着实践， 亲自去经历才能对它们真正

15、的掌握， 凡事都 要自己去动下手， 去实践一下， 遇到困难，永远不要沮丧气馁。 在动手的过程中， 不仅能增强实践能力， 而且在理论上可以有更深的认识； 这次设计给了我极大的 鼓舞和信心，相信在以后的学习中可以通过不断的摸索和实践来提高其他方面的 知识。通过本次课程设计，又使我学到了许多书本上无法学到的知识 , 也使也深 该体会到单片机技术应用领域的广泛， 不仅使我对学过的单片机知识有了很多的 巩固，同时也对单片机这一门课程产生了更大的兴趣。在本次课程设计过程中，我学会了在网络上查找有关本设计的各硬件的资 源，其中包括：AT89S51单片机及其引脚说明、555引脚图及其引脚功能等，为 本次课程设

16、计提供了一定的资料。也为以后的进一步学习打下了坚实的基础。 参考文献1 友德 志英 涂时亮 编 单片微型机原理、应用与实验 ：复旦大学 2005.12全书2 徐光翔 单片机原理接口及应用大学3 淑清等 . 单片微型计算机接口技术及其应用 ：国防工业， 4 王晓君等 . M CS-51 及兼容单片机原理与选型 ：电子工业 5 鑫、华臻、书谦单片机原理及应用 M 电子工业， 2005 P1101366 丁元杰、吴大伟单片微机实题集与实验指导书M 机械工业， 2004 P1241257 AT89C52概述EB/OL:baike.baidu./view/2251929.html附 1：源程序代码#in

17、clude#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define delayNOP(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();uchar code table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;sbit exter=P3A3;sbit key0=P1A0；sbit key1=P1A1;sbit key2=P1A2;sbit key3=P1A3;sbit p30=P3A0;/sbit p31=P3A1;sb

18、it p32=P3A2;sbit p34=P3A4;sbit p35=P3A5;sbit p36=P3A6;sbit p37=P3A7;sbit SDA=P2A2;sbit SCL=P2A3;uint inter,aa,bb,temp,temp1;uint zongjine,licheng,dengdai;uint key3num,qiehuantemp,delaytemp;uchar danjia1,danjia2,danjia3,danjia,qibu;void delay(uint x)int i,j;for(i=x;i0;i-)for(j=340;j0;j-);void start()

19、SDA = 1;SCL = 1; delayNOP();SDA = 0;delayNOP();SCL = 0; void stop() SDA = 0; delayNOP();SCL = 1;delayNOP();SDA = 1;void respons()uchar i;SCL=1;delayNOP(); while(SDA=1)&(i250) i+;SCL=0; delayNOP();uchar read_byte()uchar i,j;for(i=0;i8;i+)SCL=1;j=1;j|=SDA;SCL=0;return(j);void write_byte(uchar date)uch

20、ar i,temp; temp=date;for(i=0;i8;i+)temp=temp3)zongjine=qibu+(licheng-3)*danjia+dengdai*danjia3; elsezongjine=qibu+dengdai*danjia3;void qiehuan()if(key1=0)delay(5);if(key1=0)qiehuantemp=!qiehuantemp; while(!key1);delay(5);while(!key1);if(qiehuantemp=0) danjia=danjia2;if(qiehuantemp=1) danjia=danjia1;

21、void main()init();qiehuantemp=1;key3num=0;while(1)qiehuan(); jisuan();display(zongjine,licheng,danjia);keyscan();if(key0=0)init();?void inter1() interrupt 2delay(5);if(exter=0) IT1=1;inter+;if(inter=5)inter=0;licheng+;while(!exter);delay(5);while(!exter);/void timer0() interrupt 1TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;aa+;bb+;temp1=licheng;if(bb=10000)bb=0;if(temp=temp&temp1)dengdai+;temp=licheng;附 2：系统原理图399DS4DS2丿SIP3.0P3.2ff bR41KQ2 PNPQ3 PNPQ4 PNPQ5 PNPR101KQ1 PNPa ba ba ba b