【正文】 ter 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。 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。 因此，汽車計價器的研究也是十分有應用價值的。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計價器。目前全世界的計價器中有 90%為臺灣所生產(chǎn)。然后根據(jù)課題任務的要求設計出實現(xiàn)控制任務的硬件結(jié)構(gòu)及其原理圖和相關(guān)軟件程序，并進行訪真調(diào)試。 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置調(diào)整。 (3) 采用單片機進行的設計，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 。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。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。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，本設計中選用AT89S52 單片機來實現(xiàn)，其具有電源電壓適應范圍寬、抗干擾能力和驅(qū)動能力強、價格便宜等特點，適用于本次設計的各種要求。在編程環(huán)節(jié)中也是通過相應 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。本設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。 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。 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計 實時時鐘電路設計 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。 每當設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。 主程序的流程圖如圖 8 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 調(diào) 整 位 閃 爍Y對 調(diào) 整 位 加 一 鍵 是 否 按 下Y相 應 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 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。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。 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；本次設計還可自主設置時間、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置各項數(shù)據(jù)，設置模式顯示界面如圖 20 所示。但改進也只能是盡可能的減小誤差的存在，要完全的避免誤差是不可能的。 通過這次畢業(yè)設計讓我明白一點就是設計課題不要盲目開始，在開始前最好要有完整的思路，確定最佳方案，設計的過程中不要帶有定勢思維去思考，多動腦，多想方法以達到最佳的效果。 結(jié)合適當?shù)挠布蛙浖幊滩糠郑就瓿闪硕喙δ艹鲎廛囉媰r器的設計要求，達到了實時時鐘的顯示和設置、起步價和起步公里數(shù)的設置、計程計時計價以及顯示的要求。使我更清楚的認識了單片機。由于儀器、實驗條件、環(huán)境等因素的限制，測量不可能無限精確，物理量的測 量值與客觀存在的真實值之間總會存在著一定的差異，這種差異就是測量誤差。 開始LCD初始化LCD判忙YN寫指令數(shù)據(jù)到LCDLCD判忙NY寫顯示數(shù)據(jù)到LCD結(jié)束 圖 11 顯示程序流程圖 開240初始化將信息存儲芯片內(nèi)查詢單片機是否發(fā)生取指令NY讀存儲器內(nèi)信息到緩存單元結(jié)束 圖 12掉電保護存儲讀寫程序流程圖 16 開 始里 程 是 否 大 于 起 步 公 里 數(shù)等 待 時 間 是 否 超 過 2 分 鐘金 額 1 = 起 步 價金 額 1 = 起 步 價 + （ 里 程 起 步 公 里 數(shù) ） * 單 價總 金 額 = 金 額 1 + 等 待 時 間 / 2 分 鐘 * 1YNY總 金 額 = 金 額 1N結(jié) 束 圖 13 測量及計算程序流程圖 17 5 系統(tǒng)仿真及調(diào)試 Keil uVision3 程序調(diào)試 軟件調(diào)試的任務是利用開發(fā)工具進行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件故障等問題。 具體程序見附錄。 鍵盤程序的設計 鍵盤程序模塊 即用于實現(xiàn)各個按鍵不同功能的程序，本次設計中有八個鍵功能程序，這八個鍵 (S0S7)的 任一鍵都獨自連一個 I/O()口線上。它由主程序、顯示程序、鍵盤程序、掉電保護存儲讀寫程序 、外部中斷 1 子程序、 測量及計算程 序 等模塊組成。 圖 6 DS1302時鐘電路原理圖 掉電保護電路設計 掉電存儲單元的作用是在電源斷開的時候，存儲當前設定的單價信息。 在輸入端輸入電壓 Vcc，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應原理，當霍爾片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會產(chǎn)生霍爾電勢差 VH輸出，該 VH信號經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到 OC 門輸出。該液晶顯示模 塊使用 KS0108B 作為列驅(qū)動器，同時使用 KS0107B 作為行驅(qū)動器。 圖 2 鍵盤輸入電路 8 LCD 狀態(tài)顯示設計 單片機應用系統(tǒng)最常用的顯示器是 LED（發(fā)光二極管顯示器）、 LCD（液晶顯示器）。 人機交互接口的設計 人機互交接口包括了鍵盤輸入電路與顯示電路的設計。 出租車計價器系統(tǒng)的設計總體方案硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 1所示。采用 AT89S52 單片機芯片控制電路簡單且省去了很多復雜的線路，用其 來實現(xiàn)一臺多功能出租車計價器，具有性能可靠、 控制簡單，成本低廉 、電路簡單 易懂 等特點。下面對它們的工作原理及其優(yōu)缺點進行了簡要地分析。 (3)系統(tǒng)具有白天和黑夜兩種計價模式，設定了不同的起步價和起步公里數(shù)，能自動讀取系統(tǒng)時間更換計價模式； 從 5:00 到 23:00 系統(tǒng)自動選擇為白天模式，起步為每 2公里 5元；從 23:00 到 5:00 系統(tǒng)則自動調(diào)換為黑夜模式，起步為每 2 公里 6元。主要包括 ：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 模塊和傳感器模塊； (3)介紹相關(guān)現(xiàn)代傳感技術(shù)，選擇出信號采集的最佳方案； (4)對 A44E 霍爾傳感器做簡明分析，并對其工作原理進行詳細的討論； (5)應用 LCD12864 顯示技術(shù)，可隨時查詢運行里程、等待時間和總金額； (6)運用電路繪圖軟件 protel99 繪制相關(guān)硬件電路圖； (7)詳細闡述出租車計價器的軟件設計，包括軟件設計的思想和任務，采用模塊化程序設計思想進行了各個模塊的程序設計。