【正文】 ABSTRACT With the rapid development of China’s national economy, the taxi has bee an important part of the urban public transport. And the taximeter is the important symbol in the development of the taxi industry, also is the most important tool in the taxi. It is the trading standards of the passengers and the drivers, related to the benefit of the counter parties. To strengthen trade management and reduce the disputes of the driver and passenger, with a good performance taximeter are very necessary for drivers and passengers. With the development of electronic technology, the taximeter technology is also continued to progress and improve. The taximeter’s features also tend to diversify. Whether the taximeter billing is accurate and taxi drivers cheating is most concerned by the passengers. On the other hand, the taximeter operation data management is the taxi drivers are most concerned about. So how to design one can effectively prevent the driver from cheating but also convenient for drivers meter is particularly important. The taximeter designed by microcontroller relative to the analog circuit and digital circuit designed is more powerful with each other, with less hardware and appropriate software can easily achieve the design requirements, and flexibility, not only can extended functionality through software program to achieve the required functions and to a large extent, but also easy to upgrade the system. The curriculum design using microcontroller technology to achieve a multipurpose taximeter, with reliable performance, the circuit is simple and low cost. Making use of the aplenty IO port of microcontroller and the flexibility in controlling is to achieve the basic mileage pricing and price options, the time display and control functions. All in all, the microcontroller development system e to the fore because of its small size, light weight, low power consumption, high speed, low cost, confidentiality. Key words: multifunctional taximeter。對當前出租車計價器的特點及其未來發(fā)展趨勢作了概況。 計價器緊密相關(guān)， 出租車計價器也就隨著出租車行業(yè)的發(fā)展而日益完善。 出租車行業(yè)是初到這個城市的人們看這個城市的第一扇窗，它已成為衡量這個城市是否具備國際大都市的現(xiàn)代標準和心理標準的標志之一。 因此，汽車計價器的研究也是十分有應(yīng)用價值的。隨著城市旅游業(yè)的發(fā)展，出租車行業(yè) 2 已成為城市的窗口，象征著一個城市的文明程度。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計價器。它的功能也在不斷完善 .當單片機出現(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，顯示等基本工作。目前全世界的計價器中有 90%為臺灣所生產(chǎn)。 隨著出租車數(shù)量的增多，客戶要求的提高，對計價器檢定和技術(shù)服務(wù)的效率將提出更高的要求；而隨著計價器功能的增加和逐步應(yīng)用，對出租車的科學管理手段將提出更高的要求。然后根據(jù)課題任務(wù)的要求設(shè)計出實現(xiàn)控制任務(wù)的硬件結(jié)構(gòu)及其原理圖和相關(guān)軟件程序，并進行訪真調(diào)試。 4 2 總體設(shè)計思想與方案論證 本章對出租車計價器的設(shè)計思想做了詳細介紹，并在設(shè)計思想的基礎(chǔ)上提出了三種出租車計價器的設(shè)計方案，并針對它們各自的工作原理和優(yōu)缺點進行了簡要分析。 實現(xiàn)功能 (1)開機能自動實時 顯示系統(tǒng)日期和時間，且通過按鍵能對時間及日期進行設(shè)置調(diào)整。 (5) 在運行過程中會實時顯示出租車的運行里程、等待時間及總價格；當出租車停止工作時會顯示其運行的總時間。 (3) 采用單片機進行的設(shè)計，用較少的硬件和適當?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙崿F(xiàn)設(shè)計要求，靈活性強， 能在很大的程度上擴展功能，還可以方便的對系統(tǒng)進行升級 。 方案二：采用 EDA 技術(shù)的出租車計價器系統(tǒng) 采用 EDA 技術(shù)，根據(jù)層次化設(shè)計理論，該設(shè)計問題自頂向下可分為 分頻模塊，控制模塊 計量模塊、譯碼和動態(tài)掃描顯示模塊。通過單片機最小系統(tǒng)模塊、供電模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、掉電保護模塊、 DS1302 時鐘模塊和傳感器模塊組合實現(xiàn)出租車計價器的基本功能。 6 3 多功能出租車計價器的硬件系統(tǒng)設(shè)計 本章是本文的核心內(nèi)容，主要介紹的是系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計。同時具有掉電保護存儲電路，完成整個出租車計價器信號的讀、寫處理，監(jiān)控計價器工作的功能。單片機控制電路簡單且省去了很多復雜的線路，使得電路簡明易懂。根據(jù) 單片機的 CPU 是否有合適的處理能力、是否有系統(tǒng)所需要的 I/O 端口數(shù)、是否含有系統(tǒng)所需的中斷源和定時器、片內(nèi)是否有系統(tǒng)所需的外接口等多個方面的綜合考慮，本設(shè)計中選用AT89S52 單片機來實現(xiàn)，其具有電源電壓適應(yīng)范圍寬、抗干擾能力和驅(qū)動能力強、價格便宜等特點，適用于本次設(shè)計的各種要求。 鍵盤輸入設(shè)計 該出租車計價器在設(shè)計中用到了八個按鍵獨立式鍵盤， 包括：進入 /退出調(diào)整界面鍵、選擇調(diào)整時間位鍵、時間調(diào)整加一鍵、選擇調(diào)整起步位鍵，起步位調(diào)整加一鍵、啟動 /停止運行鍵、是否處于等待狀態(tài)鍵， 通電后繼續(xù)掉電前的狀態(tài)工作鍵 。在編程環(huán)節(jié)中也是通過相應(yīng) I/O 口是否有電平變化（要在一定的時間范圍內(nèi)）來識別是否有鍵按下。它們的驅(qū)動電路簡單、易于實現(xiàn)且價格低廉。本設(shè)計選用圖形液晶顯示模塊不帶字庫的 LCD12864，在 Proteus 中使用 AMPIREI12864 仿真。單片機可直接 12864 相連，不必使用其他的接口芯片，可直接進行 I/O操作。 9 表 1 液晶 12864引腳功能表 引腳符號 狀態(tài) 引腳名稱 功能 CS1， CS2 輸入 芯片片選端 CS1， CS2低電平選通 E 輸入 讀寫使能信號 E下降沿時，數(shù)據(jù)被鎖存于 DB7DB0；在 E高 電平期間，數(shù)據(jù)被讀出 R/W 輸入 讀寫選擇信號 R/W=1為讀選通； R/W=0為寫選通 D/I 輸入 數(shù)據(jù)、指令選擇信號 D/I=1為數(shù)據(jù)操作； D/I=0為寫指令或讀狀態(tài) DB0DB7 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 傳遞數(shù)據(jù) RST 輸入 復位信號 復位信號有效時，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為0；可直接接 Vcc，使之不起作用 A44E 霍爾傳感器檢測單元的設(shè)計 A44E 屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓范圍比較寬（ ～ 18V），其輸出的信號符合 TTL 電平標準，可以直接接到單片機的 IO 端口上，而且其最高檢測頻率可達到1MHZ。這樣兩次電壓 變換，使霍爾開關(guān)完成了一次開關(guān)動作。 圖 5 A44E霍爾傳感器接線圖 系統(tǒng)其它硬件的選擇和電路設(shè)計 實時時鐘電路設(shè)計 實時時鐘屬于出租車計價器的輔助功能，對實時系統(tǒng)的精度要求沒有其他產(chǎn)品嚴格，所以選擇了 DALLAS 公司的一款 DS1302 時鐘芯片，涓流充電時鐘芯片內(nèi)含有一個實時時鐘 /日歷、 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，可通過簡單的串行 接口（ SPI 串行接口）與單片機通信。其電路如圖 7所示。 每當設(shè)定一次起步價和起步公里數(shù)，系統(tǒng)就自動調(diào)用存儲程序，將起步價和起步公里數(shù)的信息保存在芯片內(nèi)；系統(tǒng)還會實時將運行里程、運行時間及總金額等信息保存在芯片內(nèi)；當系統(tǒng)重新上電的時候，自動調(diào)用讀存儲器程序，將存儲器內(nèi)所存儲的信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。 具體程序見附錄。 主程序的流程圖如圖 8 所示。 鍵盤程序的流程圖如圖 9所示。 13 開 始數(shù) 據(jù) 芯 片 初 始 化中 斷 初 始 化讀 取 實 時 時 鐘 并 顯 示顯 示 開 機 畫 面白 天 / 夜 晚白 天 黑 夜讀 取 白 天 起 步 價讀 取 黑 夜 起 步 價N是 否 計 價是 否 進 入 調(diào) 整 界 面Y1Y是 否 等 待顯 示 等 待 時 間YN計 里 程 數(shù) 并 顯 示N計 價 1計 價 2計 算 金 額 總 數(shù) 并 顯 示是 否 停 止 計 價Y計 算 運 行 總 時 間 并 顯 示N2 圖 8 主程序流程圖 14 1選 擇 調(diào) 整 位 的 鍵 是 否 按 下根 據(jù) 按 鍵 次 數(shù) 使 相 應(yīng) 調(diào) 整 位 閃 爍Y對 調(diào) 整 位 加 一 鍵 是 否 按 下Y相 應(yīng) 調(diào) 整 位 加 一是 否 退 出 調(diào) 整 界 面Y2將 調(diào) 整 完 的 數(shù) 值 存 入相 應(yīng) 存 儲 單 元NNN 圖 9 進入調(diào)整界面按鍵流程圖 開始判斷計數(shù)變量是否為10里程數(shù)加1YN重賦計數(shù)變量初值中斷返回計數(shù)變量加1 圖 10 里程中斷程序流程圖 顯示程序的設(shè)計 顯示程序模塊主要用于實時顯示時鐘信息以及 顯示運行里程、等待時間及總價格 ；當出租車停止計價時則顯示運行總時間。突然掉電時，單片機會將重 要信息寫入掉電保護存儲芯片中，再次啟動單片機工作時，執(zhí)行掉電保護存儲讀寫程序以便從芯片中將掉電前的重要信息讀取出來， 讀到緩存單元中，供主程序使用。通過顯示模塊可將測量的里程數(shù)、等待時間以及計算的總價格顯示出來。聯(lián)調(diào)需要注意的是，各個子程序模塊之間能否正確傳遞參數(shù)，寄存器組是否有沖突，特別要注意各子程序的現(xiàn)場保護與恢復。 圖 15 開始計價前顯示界面圖 圖 16 開始計程時顯示界面圖 圖 17 計程 4公里時顯示界面圖 圖 18 計程且計等待時間顯示界面圖 圖 19 停止計價時顯示界面圖 圖 20 進入設(shè)置模式的顯示界面圖 開始仿真后，若不按下啟動鍵，界面會一直停留在開始計價前的顯示界面如圖 15所示；當按下啟動鍵之后，界面跳轉(zhuǎn)到計程計時顯示界面如圖 16 所示，開始計程，計程的同時 會實時顯示金額如圖 17 所示；按下是否等待鍵則仿真出租車處于等待時間的現(xiàn)象，這時出租車不再計程，而是計等待時間，其顯示界面如圖 18 所示，此過程中金額也會自動根據(jù)等待時間計算增加；最后停止計價時，會顯示運行總時間如圖 19所示；本次設(shè)計還可自主設(shè)置時間、起步價和起步公里數(shù)，按下進入調(diào)整界面鍵則可開始設(shè)置各項數(shù)據(jù)，設(shè)置模式顯示界面如圖 20 所示。 由于硬件電路設(shè)計水平有限，在某些硬件電路設(shè)計方面做得不夠仔細，使得硬件系統(tǒng)在系統(tǒng)運行過程中會引起不必要的誤差。但改進也只能是盡可能的減小誤差