【正文】 1 出租車計(jì)價(jià)器 摘要： 隨著社會(huì)進(jìn)步，出租車已經(jīng)越來(lái)越貼近生活，成為我們重要的交通工具，現(xiàn)在的生活中，出租文化已成為一種顯著的文化，成為社會(huì)生活的組成部分，而其中，出租車計(jì)價(jià)器成了必不可少的工具。 隨著生活水平的提高，人們已不再滿足于衣食住的享受，出行的舒適已受到越來(lái)越多人的關(guān)注。于是，出租車行業(yè)以低價(jià)高質(zhì)的服務(wù)給人們帶來(lái)了出行的享受。但是總存在著買賣糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展。而在出租車行業(yè)中解決這一矛盾的最好方法就是改良計(jì)價(jià)器。用更加精良的計(jì)價(jià)器來(lái)為乘客提供更加方便快捷的服務(wù)。 這次的課程設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為控 制系統(tǒng)，按照傳統(tǒng)的模式 ,在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中 ,先根據(jù)控制系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)原理圖 ,PCB 電路圖繪制 ,電路板制作 ,元器件的焊接 ,然后進(jìn)行軟件編程 ,通過(guò)仿真器對(duì)系統(tǒng)硬件和軟件調(diào)試 ,最后將調(diào)試成功的程序固化到單片機(jī)中。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)豐富的 I/O端口，及其控制的靈活性實(shí)現(xiàn)基本的里程計(jì)價(jià)功能和價(jià)格調(diào)整、時(shí)鐘顯示功能。 隨著改革開放日益深入，出租車行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭已十分突出，國(guó)內(nèi)各機(jī)械廠家紛紛推出國(guó)產(chǎn)計(jì)價(jià)器。出租車計(jì)價(jià)器的功能從剛開始的只顯示路程（需要司機(jī)自己定價(jià)，計(jì)算后四舍五入），到能夠自主計(jì)費(fèi)，以及現(xiàn)在的能夠打發(fā) 票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變動(dòng)單價(jià)等功能。隨著城市旅游業(yè)的發(fā)展，出租車行業(yè)已成為城市的窗口，象征著一個(gè)城市的文明程 度。 關(guān)鍵詞： 出租車計(jì)價(jià)器 電子線路 單片機(jī) 第一章 引言 出租汽車是一種流動(dòng)、分散、獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的行業(yè)，歷來(lái)采用手工開票的交易方式，交管部門及其所屬單位對(duì)其實(shí)際應(yīng)運(yùn)情況不易掌握， 難以管理。多收費(fèi) 、亂開票、拒開票的宰客舞弊現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生 。而 計(jì)價(jià)器 在出租車收費(fèi)中的應(yīng)用則可以改人為影響因素較大的 不公平現(xiàn)象。 2 消費(fèi)者的權(quán)益也得到了很好的保障，也 便于交通部門和所屬行業(yè)對(duì)出租車和 司機(jī)的情況進(jìn)行管 。 計(jì)價(jià)器作為出租車的一個(gè)重要組成部分，關(guān)系著出租車司機(jī)和乘客雙方利益，起著重要的作用，因此，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友來(lái)說(shuō)是很必要的。采用了單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，相對(duì)來(lái)說(shuō)功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎膶?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，可以通過(guò)軟件編程來(lái)完成更多的附加功能。針對(duì)計(jì)費(fèi)模式的切換，通過(guò)軟件編程就可以輕易而舉的實(shí)現(xiàn)。避免了機(jī)械開關(guān)帶來(lái)的不穩(wěn)定因素。 、內(nèi)容 凡坐過(guò)出租車的人都知道，只要汽車一開動(dòng)，隨著行駛里程的增加，就會(huì)看到汽車前面的計(jì)價(jià) 器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大，而當(dāng)行駛到某一值時(shí)（如 5KM）計(jì)費(fèi)數(shù)字顯示開始從起步價(jià)（如 10 元）增加。當(dāng)出租車到達(dá)某地需要在那里等候時(shí)，司機(jī)只要按一下“計(jì)時(shí)”鍵，每等候一定時(shí)間，計(jì)費(fèi)顯示就增加一個(gè)該收的等候費(fèi)用。汽車?yán)^續(xù)行駛時(shí)，停止計(jì)算等候費(fèi)，繼續(xù)增加里程計(jì)費(fèi)。 消費(fèi)者 到達(dá)目的地 后 ，便可按顯示的數(shù)字收費(fèi)。 在 單片機(jī)性能不斷提高而價(jià)格卻不斷下降 的情況下 , 本 論文 以 AT89S51單片機(jī)為中心，附加 A44E霍爾傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車計(jì)價(jià)統(tǒng)計(jì)，采用 AT24C02實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的掉電保護(hù)，而且能夠?qū)Π滋?、晚上、中途?待采取不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，操作簡(jiǎn)單方便。 構(gòu)成：里程傳感器，單片機(jī)，顯示器這三個(gè)零部件 ,再通過(guò)線路連接 . 簡(jiǎn)單原理：采集車速信號(hào) ,(也可以自己做車速傳感器 ,采用霍爾效應(yīng)做 ),車速信號(hào)為脈沖信號(hào) ,采集脈沖信號(hào)的頻率就可以得到車速 ,可以用到單片機(jī)的定時(shí)器捕獲 。 應(yīng)用單片機(jī)計(jì)算其公里數(shù) 計(jì)算時(shí)間可以用到定時(shí)器確定時(shí)間 ,或者用 RTC中斷采集到更精確的時(shí)間 、 用數(shù)碼管或液晶顯示公里數(shù) 、 時(shí)間 、 以及價(jià)格 。 第二章研究現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)目標(biāo) 我國(guó)在 70年代開始出現(xiàn)出租車，但那時(shí)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)大都是國(guó)外進(jìn)口不但不夠準(zhǔn)確， 價(jià)格還十分昂貴。 最早投入市場(chǎng)的計(jì)價(jià)器是 2型機(jī) (1型機(jī)是試驗(yàn)機(jī) )，兩個(gè)顯示屏， 4個(gè)按鍵，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器都較小，沒有時(shí)鐘，功能僅僅是計(jì)程和計(jì)價(jià)。其集成電路組成： cpu80c39： e— prom27c64； srom6264，其它有 i／ 0擴(kuò)展、邏輯運(yùn)算、光偶隔離、電源芯片．是單片機(jī)進(jìn)入單片機(jī)的初級(jí)階段。 本 課題屬 4 型機(jī)屬過(guò)渡產(chǎn)品，因?yàn)橐环矫嬗脩艉凸芾聿块T對(duì)計(jì)價(jià)器提出了新的要求，另一方面，市場(chǎng)推出了 89s51，功能更強(qiáng)、使用方便，所以就用 89s51取代了 epu8039， 3 顯示屏由 原先的 2屏發(fā)展為 3屏或 4屏，顯示內(nèi)容為：?jiǎn)蝺r(jià)、計(jì)程、計(jì)時(shí)、金額；車次數(shù)據(jù)存儲(chǔ)由原先的幾十車次發(fā)展到 100 300車次；增加實(shí)時(shí)時(shí)鐘； 能輸入較多參數(shù)。外形也有了變化，集成電路配置： cpu89s51； eprom27c64； srom6264； timerl46818；其它芯片也作了相應(yīng)改進(jìn)。 一、 為了滿足客戶的更高的要求，目前 5型機(jī)的面世，加了打印機(jī)，是其顯著標(biāo)志。顯示屏增加為 5屏，新增時(shí)鐘顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器都得到有效增加，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 臺(tái)提高了計(jì)價(jià)器的產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計(jì)精度，新的計(jì)量檢定停機(jī)功能保證了計(jì)價(jià)器 的良好受控狀態(tài)和公平交易質(zhì)量。其集成電路配置為： cDu80e31； e— prom27c128； srom62256； timer8583；數(shù)據(jù)通訊接 151：語(yǔ)言提示開始進(jìn)入；其它 i／ o接口作了相應(yīng)改進(jìn)。 二、稅控計(jì)價(jià)器的推廣 ， 1998 年 為了規(guī)范出租汽車行業(yè)管理．加快稅收監(jiān)控、保障乘客的合法權(quán)益，國(guó)家三部局決定在大中城市出租汽車行業(yè)逐步推廣使用稅控計(jì)價(jià)器。 1999年國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局和國(guó)稅總局又出臺(tái)了《出租汽車稅控計(jì)價(jià)器定型鑒定大綱》，給出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)和制造提供了法律依據(jù)和技術(shù)平臺(tái) ，稅控計(jì)價(jià)器電路由計(jì)量組件、稅控組 件、 IC卡接口及稅控計(jì)價(jià)器的硬件配置 lepu78e586： riles51內(nèi)核； skcpu稅控芯片廠家訂置；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 24c256： ize； 總線 32kezprom： timer per8583。 現(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動(dòng)計(jì)價(jià)器，所以計(jì)價(jià)器技術(shù)的發(fā)展已成定局。而部分小城市尚未普及，但隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，計(jì)價(jià)器的普及也是毫無(wú)疑問的，所以未來(lái)汽車計(jì)價(jià)器的市場(chǎng)還是十分有潛力的。 出租車進(jìn)入了大多數(shù)人們的生活之中，為了更加完善現(xiàn)階段出租車的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)功能，我們采用單片微 型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（ Micro Control Unit 簡(jiǎn)寫為 MCU）設(shè)計(jì)了一款符合大眾化的計(jì)算 系統(tǒng)。 第三章 要解決的幾個(gè)關(guān)鍵問題 本電路以 89S51 單片機(jī)為中心、附加 A44E 霍爾傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車計(jì)價(jià)統(tǒng)計(jì)，采用 AT24C02 實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息，輸出采用 8 段數(shù)碼顯示管。本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天、黑夜、中途等待來(lái)調(diào)節(jié)單價(jià)，同時(shí)在不計(jì)價(jià)的時(shí)候還能作為時(shí)鐘為司機(jī)同志提供方便。 第四章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模型 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)思路 4 出租 車計(jì)價(jià)器是利用單片機(jī)計(jì)算總價(jià)并送顯示端顯示的智能儀器。 89S51作為一個(gè)單片微型計(jì)算系統(tǒng)， 靈活性高，其 強(qiáng)大的 控制 處理功能和可擴(kuò)展功能為設(shè)計(jì)電路提供了很好的選擇。 此設(shè)計(jì)可分為五部分考慮，顯示用驅(qū)動(dòng)后的數(shù)碼管，主控制用單片機(jī)芯片，掉電保護(hù)用E2PROM—— 24C02，外加 復(fù)位電路，霍爾感應(yīng)電路即可完成功能的分配。在對(duì)顯示的控制上，我采取的是按鈕掃描控制，不同的按鈕對(duì)應(yīng)不同的顯示模式，分別顯示時(shí)間、單價(jià)、里程以及總金額。 總體設(shè)計(jì)框圖 出租車計(jì)價(jià)器的工作原理圖如圖 1所示。 模塊劃分幾功能說(shuō)明 顯示電路 顯示電路采用的是傳統(tǒng)的 7段 8位數(shù)碼管，用 74LS245以及 74LS244作為驅(qū)動(dòng)芯片以便于數(shù)碼管達(dá)到足夠的亮度 ， 顯示電路利用并行接口以及動(dòng)態(tài)掃描完成 4個(gè)數(shù)碼管依次顯示里程，單價(jià)，總金額。 掉電存儲(chǔ)電路 存儲(chǔ)電路用來(lái)保存數(shù)據(jù)，一般的存儲(chǔ)芯片在掉電以后，內(nèi)部數(shù)據(jù)全部丟失，我們要采用一種能夠在突然掉電情況下，把內(nèi)部的數(shù)據(jù)保存起來(lái)，等到重新接通電源時(shí)候恢復(fù)正常的顯示。這就意味著此種存儲(chǔ)器必須是可擦寫的，并且對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)不需要外加電源就能完成。這樣以來(lái)，我們會(huì)考慮到使用 E2PROM（ Electrically Erasable Programmable Read Only 89S51 顯 示 電 路 單價(jià) 里程 總金額 時(shí)間 掉電保護(hù)電路 復(fù)位電路 功能按鍵 里程測(cè)量電路 圖 1 工作原理圖 5 Memory）等類似的芯片 ， 例如 AT24C02芯片 ，其 電路 接線 如圖 2所示 。 應(yīng)用時(shí)， 每設(shè)定一次單價(jià)，系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)程序，將信息保存在芯片內(nèi) ；當(dāng)重新上電時(shí)，自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)器程序，供主程序使用。 圖 2中兩個(gè)電阻是上拉電阻，可以減少 AT24C02的靜態(tài)功耗， 由于 AT24CO2的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)。 2 掉電保護(hù)電路 對(duì)于行駛路程，我們采用霍爾器件來(lái)檢測(cè)。把磁性物質(zhì)固定于車輪的某個(gè)位置，通過(guò)計(jì)數(shù)器來(lái)測(cè)量出車輪轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，根據(jù)車輪的周長(zhǎng)來(lái)計(jì)算行駛過(guò)的路程。此處采用 A44E 集成開關(guān)型霍爾傳感器。 圖 3 霍爾器件內(nèi)部 結(jié)構(gòu) 圖 A44E集成霍爾開關(guān)由穩(wěn)壓器 A、霍爾電勢(shì)發(fā)生器 B、差分放大器 C、施密特觸發(fā)器 D和OC門輸出 E五個(gè)基本部分組成，如圖 3所示。 由于 A44E是開關(guān)型霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（ ～ 18V），其輸出信號(hào)符合 TTL電平 標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的 I/O端口上，其外型及接線如圖 4所示。 6 圖 4 霍爾器件外部構(gòu)造接線圖 復(fù)位電路 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效 ，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期以上。在系統(tǒng)電路中，設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位按鈕，用來(lái)作 為清除里程 計(jì)數(shù)的開關(guān)。將該按鈕開關(guān)接到 單片機(jī)的復(fù)位端口 上，當(dāng)開關(guān)被按下一次時(shí)就作為系統(tǒng)的計(jì)程清 0處理。 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分 合 過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。圖 1所示的 RC復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述