【文章內(nèi)容簡介】 35 附 錄 36 一、英文原文 36 二、 英文翻譯 39 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 前 言 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越多人的關(guān)注 。 于是，出租車行業(yè)以低價高質(zhì)的服務給人們帶來了出行的享受 。 但是總存在買賣糾紛困擾著行業(yè)的發(fā)展 。 然而解決這一矛盾的最好方法就是改良出租車的計價器，用更加精良的計價器來為乘客提供更加方便快捷的服務 。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出租車計價器的設計技術(shù)也在不斷進步和提高 。 基于單片機系統(tǒng)設計的出租車計價器是以單片機作為核心的控制元件，采用靈敏的霍爾開關(guān)型器件，具有功能強，性能可靠，電路簡單，成本低的特點，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其具有很高的智能化水平 。 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 第一章 系統(tǒng)分析與設計題目要求 第一節(jié) 設計的意義 出租車計費器是乘客與司機雙方的交易準則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計費器無論是對廣大出租車司機朋友還是乘客來說都是很必要的。因此，汽車計價器的研究也是十分有一個應用價值的。 第二節(jié) 設計要求 為保證乘客權(quán)益，所設計的出租車計價系統(tǒng)，要求設置 起步費、行使費和燃油附加費 ，起步價 (如 2 公里內(nèi) 3 元 )， 2 公里后行駛費開始按每公里增加費用，每公里的單價為 元。燃油附加費 每車次 加收 元，且燃油費不顯示在計價器上。 該電路系統(tǒng)能夠模擬實際出租汽車的啟動、停止、暫停、空車等狀態(tài)，可以顯示計費金額、行駛公里數(shù)、計費開始時間等參數(shù)，而且各關(guān)鍵參數(shù)可以進行調(diào)整，以適應在實際應用中起步價、每公里價格和計費方式等參數(shù)的變化。 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 第二章 概述 第一節(jié) 出租車計費器概述 出租車行業(yè)在我國是八十年代初興起的一項新興行業(yè)，隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，出租汽車已成為城市公共交通的重要組成部分。多年來國內(nèi)普遍使用的計價器只具備單一的計量功能。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。 我國第一家生產(chǎn)計價器的是重慶市起重機廠，最早的計價器全部采用機械齒輪構(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。出租汽車計價器是一種專用的計量儀器，它安裝在出租汽車上，能連續(xù)累加， 并指示出行程中任一時刻乘客應付費用的總數(shù)，其金額值是計程和計時時間的函數(shù)。 出租車計價器的設計技術(shù)也在不斷進步和提高 ， 基于單片機系統(tǒng)設計的出租車計價器是以單片機作為核心的控制元件，采用靈敏的霍爾開關(guān)型器件，具有功能強，性能可靠，電路簡單，成本低的特點，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其具有很高的智能化水平 。 [1] 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。不同國家和地址的計費方式存在差異，如有些地區(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；目前國內(nèi)有些大城市要計計費 器有稅控功能，而有些城市無此要求；即使同一地區(qū)，不同車型的出租車其計費方式也有差別；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： (1)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； (2)永久時鐘功能，在非營運狀態(tài)下，日歷時鐘芯片的使用使計價器可以顯 示永久時鐘； (3)存儲功能，可存儲多項營運數(shù)據(jù)，便于查詢。新型數(shù)據(jù)存儲器的應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。 [2] 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 第二節(jié) 單片機發(fā)展前景概述 單片機 也被稱為微控制器 ， 常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用 處理器 發(fā)展而來。 中國使用單片機的歷史只有短短的 30 年，在初始的短短五年時間里 發(fā)展極為迅速。 1986 年在上海召開了全國首屆單片機開發(fā)與應用交流會，很多地區(qū)還成立了單片微型計算機應用協(xié)會，在全國形成的一股浪潮。 單片機應用技術(shù)飛速發(fā)展，我們首先從它的構(gòu)成說起：單片機，亦稱單片微電腦 或單片微型 計算機。它是把中央處理器（ CPU）、隨機存取存儲器（ RAM）、只讀存儲器（ ROM）、輸入 /輸出端口（ I/0）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機，正因為如此才改變了現(xiàn)有生活。 [2]單片機是所有微處理機中性價比最高的一種，隨著種類的不斷全面，功能不斷完善，其應用領(lǐng)域也迅速擴大。單片機在智能儀表、實時控制、機電一體化、辦公機械、家用電器等方面都有相當?shù)膽妙I(lǐng)域。當前， 8 位單片機主要用于工業(yè)控制，如溫度、壓力、流量、計量和機械加工的測量和控制場合；高效能的 16 位單片機（如 MCS9MK68200）可用在更復雜的計算機網(wǎng)絡。 [3] 縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領(lǐng)域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)船輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。出租汽車計價器是一種專用的計量儀器，它關(guān)系著交易雙方的利益。它關(guān)系著交易雙方的利益。它安裝在出租汽車上，能連續(xù)累加，并指示出行程中任一時刻乘客應付費用的總數(shù)，其金額值是計程和計時時間的函數(shù)。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。以前沒有單片機時，這些東西也能做，但是只能使用復雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達不到標準。在單片機產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔心精度達不到了。 [3]所以，它的魔力不僅是在現(xiàn)在，在將來將會有更多的人來接受它、使用它。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機年容量已達 3 億片，且每年以大約 20%的 速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到 1%。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片機，并不斷地輻射向內(nèi)地。 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 第三節(jié) 單片機的應用范圍 由于單片機超小型化，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，價格低廉，在國民經(jīng)濟中得到廣泛應用： ① .工業(yè)：電機控制、工業(yè)機器人、過程控制、數(shù)字控制。 ② .儀器儀表：智能儀器、醫(yī)療器械、色譜儀、示波器。 ③ .民用：電子玩具、高級電視游戲機、錄像機、激光盤驅(qū)動。 ④ .電信：調(diào)制解調(diào)器、智能線路運行控制。 ⑤ .導航與控制：導彈控制、魚雷制導控制、智能武器裝置、航天導航系統(tǒng)。 ⑥ .數(shù)據(jù)處理：圖形終端、彩色黑白復印機、溫氏硬盤驅(qū)動器、磁帶機。 ⑦ .汽車：點火控制、出租車記費控制、變速器控制、防滑剎車、排氣控制。 由上所述，從家用電器、智能儀器儀表、工業(yè)控制直到火箭導航尖端技術(shù)領(lǐng)域，單片機都發(fā)揮著十分重要的作用。 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 6 第三章 系統(tǒng)介紹 第一節(jié) 系統(tǒng)組成 此出租車計費系統(tǒng)以單片機為系統(tǒng)核心， 利用 AT89C51 單片機配合六個數(shù)碼管組成的顯示模塊及 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、數(shù)碼管顯示模塊、計數(shù) 脈沖發(fā)生器、系統(tǒng)實時時鐘及語音等模塊組成。系統(tǒng)框圖如圖 31 所示： A T 8 9 C 5 1單 片 機脈 沖 發(fā) 生 器N E 5 5 5鍵 盤（ 獨 立 按 鍵 ）電 源掉 電 保 護（ 2 4 C 0 2 ）語 音 模 塊（ I S D 1 4 2 0 ）時 鐘 模 塊（ D S 1 3 0 2 ）系 統(tǒng) 功 能 圖 圖 系統(tǒng)功能圖 系統(tǒng)利用單片機豐富的 IO 端口，及其控制的靈活性，實現(xiàn)基里程計價功能和價格調(diào)節(jié)、時鐘顯示功能。其原理如圖 3－ 2 所示。 鍵 盤控 制掉 電 儲 存里 程 計 算 單 元A T 8 9 C 5 1單 片 機串 口 顯 示 驅(qū) 動 電 路總 金 額顯 示單 價顯 示 圖 系統(tǒng)功能原理圖 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 7 第二節(jié) 里程計量及費用計算功能 一 、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 每公里的脈沖數(shù)： PulsePerKM=20（個脈沖） 二、 費用計算功能（出租車收費標準自擬） 費用計算包括三部分：起步費、行使費和燃油附加費： ① 起步費用（ Y） 當行駛里程（ S）在 2Km(含 2Km)以內(nèi)按 3 元計費。即行使費用（ Y1）為： Y1 = Y + = （元） ② 行使費用（ Y1） 當行駛里程（ S）超出 2Km時，按 元 /Km收費，這時行駛費用為： Y1=Y+ (S2) 其中： Y 為起步價 =3 S 為行使里程（總行使里程） Y1 為行使費用（總行使金 額） 三、 燃油附加費 (每車次加收 元 ) 燃油費不顯示在計價器上。 第三節(jié) NE555 脈沖計量功能 本系統(tǒng)中 555 當傳感器脈沖計量然后轉(zhuǎn)換為公里數(shù)，并根據(jù)規(guī)則計算對應的費用。同時，監(jiān)測行駛速度，統(tǒng)計低速時間，計算低速等待費用，提供數(shù)碼管顯示更新函數(shù)，以便主函數(shù)可以控制更新用戶界面以及行駛里程、費用等信息的顯示。 具有定時精度高、工作速度快、可靠性好、電源電壓范圍寬 、輸出電流大等優(yōu)點。 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 8 第四節(jié) 按鍵功能 本系統(tǒng)設置 4 個按鍵，各個按鍵的功能如下： ① “啟動 ／停止”鍵，開始進入行使 /結(jié)束行使。 ② “功能鍵”，選擇單雙程 。 ③ “查詢 ／確認”， 顯示 時間、里程、金額。 ④ “復位 ／ 清除” 鍵，進入空車狀態(tài)。 第五節(jié) 時鐘功能 本系統(tǒng)采用兩種方法實現(xiàn)日歷時鐘： ① 用實時時鐘芯片 DS1302 作為時鐘電路，產(chǎn)生年／月／日／時／分／秒等信號，供系統(tǒng)調(diào)用。 內(nèi)含有一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM 通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘 ② 用單片機中斷的方法產(chǎn)生年／月／日／時／分／秒等信號。 ③ 兩種方法由同學自行選擇。 [4] 第六節(jié) 語音功能 本系統(tǒng)采用 ISD1420系列單片錄放時 間 8至 20秒，音質(zhì)好。片內(nèi)信息可保存 100年（無需后備電源），可反復錄音十萬次。 ① 當首次按下 “啟動” 鍵，出租車開始啟動，系統(tǒng)播放 ”Hello passenger wele to take my taxi”播送完畢，計費器開始計費。 ② 在行使狀態(tài)下，按下 “ 停止 ” 鍵，表示出租車到站，結(jié)束行使。這時候，系統(tǒng)播放 “ 您好！請按記價器顯示金額付費，帶好您的隨身物品，歡迎再次乘坐，再見！ ” 的提示音。 ③ 按下 “復位 ／ 清除” 鍵，進入空車狀態(tài)。 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 9 第七節(jié) 電路設計原理圖 VCCR194.7KR204.7KP3.0P3.1AT24C0287651234VCCWPSCLSDAA0A1A2VSSR13R18+5VP3.2P3.3P3.4P3.5P3.6A0A1A2A6Vssd、VssaXCLK、A3RECAAA7Vccd、VccaSP+SPPLAYLPLAYE+5VC11C12R11R12C1R1R3C2C3R2+TDA2003C4ISD1420揚聲器C5R4R5C6C7R6R7R8C9C10+R10R9+12VTDA2003S1SWPBSWPBSWPBS2S3S4SWPBXIALVCC11.0592MC133PC233PC51123456781312151431191891716202