【正文】 出租車計價系統(tǒng)的設(shè)計摘 要本論文在掌握出租車計價器的相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于單片機的智能化出租車計價器。在深入了解國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀之后，從硬件和軟件兩方面出發(fā)，完成了出租車計價系統(tǒng)的設(shè)計。本課題具有一定的現(xiàn)實意義。系統(tǒng)采用AT89C51單片機作為主控單元，實現(xiàn)時鐘顯示，里程統(tǒng)計和費用計算，語音播報，票據(jù)打印等功能，并且在液晶屏上顯示信息。系統(tǒng)充分發(fā)揮人性化的特點，利用ISD1420的語音功能，配合TG12864E液晶模組，模擬實現(xiàn)帶語音提示的出租車計價系統(tǒng)。比較真實地模擬出租車的空車、載客、到站及對各狀況的費率的計算、統(tǒng)計、顯示等功能。完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計，同時用C語言編寫了源程序，對系統(tǒng)的軟件進行了設(shè)計。系統(tǒng)所設(shè)計的由單片機控制的出租車計價器，為出租車行業(yè)提供了新的應(yīng)用領(lǐng)域，使計費功能得到了完善。關(guān)鍵詞：AT89C51單片機；TG12864E液晶模組；C語言I Design of Taximeter System AbstractThis paper is on the design and function of a kind of intelligent taximeter I designed based on MCU,according to relevant theories of taximeter system is designed from the points of both hardware and software,on the basis of indepth understanding of relevant domestic and foreign technology research. This issue has a practical significance. AT89C51 MCU used as a main control unit, this system has the function of displaying the clock, mileage statistics and cost, voicebroadcasting, printing papers, the information of which will be displayed on the LCD screen. From the point of hardware,this system gives the driver and the passengers relevant information about the conditions of the taxi and the different charging rates and charges on different condition by simulating human voice with the voice funtion of ISD1420 , the TG12864E LCD modules, and by simulating the real the point of software,the system is loaded with program in Clanguage. This kind of taximeter provides a new application area for the taxi industry and improves the billing functions.Key Words：AT89C51 MCU；TG12864E LCD Module；C LanguageIII目 錄摘 要 IAbstract II引 言 11 緒論 2 出租車計價器的發(fā)展概況 2 出租車行業(yè)的管理現(xiàn)狀 2 計價器設(shè)計需要解決的問題 32 系統(tǒng)總體介紹 4 系統(tǒng)組成 4 系統(tǒng)各部分功能 4 里程計量功能 4 費用計算功能 5 語音播報功能 5 中文菜單顯示功能 5 實時時鐘功能 6 票據(jù)打印功能 6 按鍵功能 63 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 7 控制單元及相關(guān)擴展電路設(shè)計 7 AT89C51的引腳 7 振蕩器電路 8 里程計算與計價單元的設(shè)計 10 擴展存儲器的設(shè)計 11 擴展I/O接口的設(shè)計 14 時鐘模塊 17 DS12887時鐘芯片的性能及引腳說明 17 AT89C51與DS12887的接口設(shè)計 19 語音播放模塊 21 ISD1420芯片的引腳功能及性能 21 ISD1420芯片與AT89C51的接口電路 23 液晶顯示驅(qū)動模塊 24 TG12864E液晶模組的功能 24 外形尺寸圖 24 結(jié)構(gòu)框圖 24 模塊的外部接口 25 液晶顯示驅(qū)動模塊電路圖 26 票據(jù)打印模塊 27 打印機的選擇 27 主要技術(shù)性能及接口要求 28 與單片機接口 29 按鍵掃描模塊 294 系統(tǒng)軟件設(shè)計 30 系統(tǒng)主程序及顯示單元流程框圖 30 里程和費率計算子程序流程圖 31 鍵盤處理子程序流程圖 31結(jié) 論 33參 考 文 獻 34附錄A 系統(tǒng)的硬件原理圖 35附錄B 系統(tǒng)部分源程序 36附錄C 相關(guān)外文文獻及譯文 41致 謝 47 引 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)帶來了科研和生產(chǎn)的許多重大飛躍，特別是單片機的應(yīng)用已經(jīng)滲透到生產(chǎn)和生活中的各個方面，有力的推動了社會的發(fā)展。單片機以其功能強、體積小、集成度高、功耗低、價格便宜、工作可靠、使用方便等特點，受到廣大科技工作者的好評。隨著性能的不斷提高，單片機的應(yīng)用范圍越來越廣，在計算機應(yīng)用領(lǐng)域已占日益重要的地位。它的應(yīng)用程度已經(jīng)成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)水平的一項重要指標(biāo)。出租車計價器就是單片機的一個典型的應(yīng)用。現(xiàn)在市面上的出租車計價器品種繁多，功能強大。作為一個畢業(yè)設(shè)計的課題，本著從大處著眼，小處入手的原則，對單片機的應(yīng)用做了一些初步的嘗試和探討。利用AT89C51單片機串行口、TG12864E液晶顯示模塊以及A44E霍爾傳感器實現(xiàn)了出租車里程的計數(shù)和顯示，與語音報價系統(tǒng)結(jié)合，初步實現(xiàn)了目前市面上的出租車計價器的一些基本功能。在這短短的3個月的時間里，在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力下，基本設(shè)計完成了這次畢業(yè)設(shè)計所要求的功能，實現(xiàn)了預(yù)期的目的。由于本人水平有限，時間也很倉促，所以其中難免有不足及錯誤之處，敬請老師給予批評和指正。1 緒論 出租車計價器的發(fā)展概況在我國，出租車行業(yè)是八十年代初興起的一項新興行業(yè)，隨著出租車的產(chǎn)生，計價器也就應(yīng)運而生。但當(dāng)時在全國還沒有一家企業(yè)能夠生產(chǎn)，因而那個時期的計價器是由臺灣引進。臺灣是計價器的主要生產(chǎn)場地，目前全世界的計價器中有90%為臺灣所生產(chǎn)?，F(xiàn)今我國生產(chǎn)計價器的企業(yè)有上百家，主要是集中在北京、上海，沈陽和廣州等地[1]。我國第一家生產(chǎn)計價器的廠家是重慶市起重機廠，最早的計價器全部采用機械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡單的計程功能，可以說，早期的計價器就是個里程表。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計價器。它采用了手搖計算機與機械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了半機械半電子化。此時它在計程的同時還可以完成計價的工作。大規(guī)模集成電路的發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計價器，也就是全電子化的計價器。它的功能也在不斷完善。當(dāng)單片機出現(xiàn)并應(yīng)用于計價器后，現(xiàn)代出租車計價器的模型也就基本具備了，它可以完成計程、計價、顯示、語音播報等基本工作。單片機以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進了計價器的發(fā)展。出租車計價器在最初使用時具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計價，要求精度高，可靠性好。隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及對計價器的不斷改進和完善，便產(chǎn)生了諸多的附加功能。例如：LED顯示功能：數(shù)碼管的使用讓計價器實現(xiàn)多屏顯示的功能，可同時顯示各項營運數(shù)據(jù)，使乘客一目了然；永久時鐘功能：在非營運狀態(tài)下，日歷時鐘芯片的使用可以使計價器顯示永久時鐘；存儲功能：可存儲多項營運數(shù)據(jù)，便于查詢；語音功能：實現(xiàn)語音報價及語音提示等。此外，新型數(shù)據(jù)存儲器的應(yīng)用使得計價器的營運數(shù)據(jù)在掉電情況下還可以保存10年，功能大大提高?？梢哉f，計價器的發(fā)展史在一定程度上反應(yīng)了現(xiàn)代科技的發(fā)展史[2，3]。本系統(tǒng)解決了以往計價器計價不準(zhǔn)確、使用壽命短等缺點，同時，可以隨時對單片機的外圍電路進行擴展，并通過軟件編程實現(xiàn)本系統(tǒng)的不斷升級。 出租車行業(yè)的管理現(xiàn)狀在我國，經(jīng)濟尚處于發(fā)展階段，由于人民的生活水平以及道路交通的限制，私家汽車的擁有率在短期內(nèi)不會有較大提高，因此出租車扮演著重要角色。出租車計價器則是出租車上必不可少的重要儀器，它是負責(zé)出租車營運收費的專用智能化儀表。由于出租車數(shù)量的快速增長，出租車的行業(yè)管理也就產(chǎn)生了一系列問題。在我國的各大城市中，對出租車行業(yè)的管理方式歸納起來可以分為兩大類：第一類管理模式是由出租車司機以向私人老板承包的方式進行的，司機只須每天向老板交納一定的租賃費用，最終由老板按出租車數(shù)量向地方和國家繳納一定的費用即可。因此這種管理模式相對簡單，存在的問題也較多，主要體現(xiàn)在以下三點：1. 稅收嚴重流失；2. 現(xiàn)有的出租車票據(jù)不統(tǒng)一；3. 乘客與司機之間的糾紛問題。第二類管理模式是通過出租汽車公司實現(xiàn)對出租車的管理，如國外大城市以及國內(nèi)的上海，北京等地就是采用這種方式。在這種管理模式中，出租車公司是以企業(yè)形象存在的實體，司機則是企業(yè)的雇員。出租車公司每天營運后應(yīng)與車隊結(jié)帳，車隊定期向出租車總公司結(jié)帳，出租車總公司再向地方政府和國家繳納各項稅收。傳統(tǒng)的繳納方式采用的是現(xiàn)金方式，由于公司沒有一種有效的方法掌握司機每天的營運狀況，因此司機與公司之間的結(jié)帳是很難進行嚴格管理的，人們越來越覺得這種現(xiàn)金交易的不方便性和不嚴密性，因此提出了能夠通過一種科學(xué)的手段實現(xiàn)對出租車行業(yè)的閉環(huán)管理[4]。 計價器設(shè)計需要解決的問題不同國家和地區(qū)的計費方式存在差異。有些地區(qū)有夜間收費及郊區(qū)收費等，而有些地區(qū)則無夜間收費和郊區(qū)收費；即使同一地區(qū)，不同車型的出租車，其計費方式也有差別；另一方面，出租車還面臨幾年一次的調(diào)價或調(diào)整計費方式等問題。因此，所設(shè)計的計費器不僅要能滿足不同國家和地區(qū)的要求，而且計費方式的調(diào)整也應(yīng)當(dāng)很方便。由于個別地區(qū)對計價器有特殊要求，有時必須修改軟件；另外，計價器還面臨軟件的升級。因而，所設(shè)計的計價器應(yīng)能很方便地重新編程。同時，計價器必須要有防作弊功能，能有效防止司機作弊；此外要防止計價器在營運過程中死機[5]。2 系統(tǒng)總體介紹隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展以及道路的不斷改進，出租車作為人民生活密切相關(guān)的行業(yè)正在飛速發(fā)展壯大，而出租車計價器的市場也不斷擴大。本設(shè)計課題正是在現(xiàn)有計價器的基礎(chǔ)上進行改進，完成了新型的具有多功能的出租車計價系統(tǒng)的設(shè)計，同時解決了現(xiàn)有計價器存在的問題。 系統(tǒng)組成此出租車計價系統(tǒng)以單片機為系統(tǒng)核心，利用AT89C51單片機配合TG12864E液晶模組及ISD1420語音模塊等，實現(xiàn)基本的出租車計價器功能。本系統(tǒng)是由AT89C51單片機、液晶顯示、里程計數(shù)、系統(tǒng)實時時鐘、語音輸出、打印機等模塊組成。：AT89C51單片機里程計算單元鍵盤控制驅(qū)動實時時鐘（DS12887）語音輸出（ISD1420）打印機（TPuP40A）液晶顯示（TG12864E）驅(qū)動驅(qū)動驅(qū)動 系統(tǒng)功能框圖 Functional block diagram of system 系統(tǒng)各部分功能 里程計量功能（1）單片機對傳感器輸出脈沖進行計數(shù)，并將脈沖數(shù)換算成公里數(shù)；（2）每一個脈沖代表輪胎旋轉(zhuǎn)一周，設(shè)輪胎直徑為500㎜，則輪胎的周長為：，即每轉(zhuǎn)一圈的距離。（3）每公里的脈沖數(shù)為：1000m/=636（個脈沖） 費用計算功能費用計算參照某市出租車收費標(biāo)準(zhǔn)，包括三部分：起步價、里程、等候時間[6]。（1）起步價：()以內(nèi)按起步價7元計費。（2）里程：（根據(jù)行駛距離調(diào)整價格）①，這時行駛費用為：行駛費=起步價+()②當(dāng)行駛里程超過35公里后，要加空駛費，, 這時行駛費用為：行駛費=起步價+()（3）等候時間費用：只要堵車之類車停在那里，但是乘客仍然在車上，則采取時間收費，收費方式為：每停留3分鐘（含3分鐘以內(nèi)），超過3分鐘則成倍增加。綜上所述，每次乘車收費總金額為：總價=起步價+行駛費+等候時間費用。 語音播報功能（1）當(dāng)初次按下“啟動”鍵，出租車開始啟動，系統(tǒng)播放“您好！歡迎乘坐本公司出租汽車，謝謝！”播送完畢，計價器開始計費。（2）按下“加速”鍵，出租車加速行駛，最高速為100公里。（3）按下“減速”鍵，出租車減速行駛，最低速為0公里。（4）在行駛狀態(tài)下，按下“停止”鍵，表示出租車到站，結(jié)束行駛。這時候，系統(tǒng)播放“您好！行駛里程XXX公里，應(yīng)付XXX元，請檢查您的隨身物品，歡迎再次乘坐,再見！”的提示音。（5）按下“復(fù)位”鍵，進入空車狀態(tài)。 中文菜單顯示功能（1）在空車狀態(tài)下（啟動前），LCD屏幕上顯示如下的中文信息：2008年ⅹⅹ月ⅹⅹ日ⅹⅹ時ⅹⅹ分ⅹⅹ秒空車（2）在空車狀態(tài)下，按下“啟動”鍵，系統(tǒng)播放“您好！歡迎乘坐本公司出租汽車，謝謝！”的提示音，同時在LCD屏幕上顯示如下的中文信息：您好！歡迎乘坐本公司出租汽車，謝謝?。?）播完提示音后，進入行駛狀態(tài)，LCD屏幕顯示以下信息：2008年ⅹⅹ月ⅹⅹ日ⅹⅹ時ⅹⅹ分ⅹⅹ秒有人（4）在行駛狀態(tài)，按下“加速”鍵，里程顯示的公里數(shù)增加的速度會不斷的變快，金額數(shù)值也在作相應(yīng)的變化。按下“減速”鍵，里程顯示的公里數(shù)增加的速度會不斷的變慢。起步價：