【正文】 租車計價器設(shè)計 24 致謝 25 附錄 include include include /*端口定義 */ sbit Key1 = P0^0。 白天起步價 晚上起步價 中途等待單價 掉電前數(shù)據(jù) 重新上電后數(shù)據(jù) XXX。 21 表 等待時間測試 時間 當(dāng)前金額 1 2 4 6 8 10 總金額 理論 0 實際 0 測試數(shù)據(jù)分析： 通過以上三個表的數(shù)據(jù)，實際值與理論值的相差并不大，在允許誤差范圍之內(nèi)，達(dá)到設(shè)計要求。 表 晚上測試 公里 單價 2 4 6 10 15 25 總金額 理論 實際 行駛 路程 理論 2 4 6 10 15 25 實際 2 4 6 10 15 25 中途等待價格測試。 表 白天測試 公里 單價 2 4 6 10 15 25 總金額 理論 18 實際 18 路程 理論 2 4 6 10 15 25 實際 2 4 6 10 15 25 晚上模式下（起步價 8元三公里）總金額與里程數(shù)的理論值與實際值。 里程計價測試準(zhǔn)確度，測試白天模式下（起步價 ）總金額與里程數(shù)的理論值與實際值。 圖 硬件仿真原理圖 里程計價測試 由于實驗條件所限，我們使用了一個直流電動機(jī)來代替輪子，一個 3V 直流XXX。 運(yùn)行仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果不斷對各個程序模塊進(jìn)行調(diào)試，直到仿真結(jié)果正確。 打開 Proteus 軟件， 建立工程，根據(jù)要求將各個元器件進(jìn)行連接并命名和賦值，連接完成確認(rèn)無誤后保存電路圖。 軟件調(diào)試 仿真調(diào)試 設(shè)計中，編程軟件采用了 KEIL 軟件，編程語言為 C51。基于單片機(jī)的出租車計價器設(shè)計 18 是 ?? 圖 鍵盤處理流程圖 開始 初始化 有鍵按下否 求鍵值 根據(jù)按鍵轉(zhuǎn)到對應(yīng)程序 鍵 1處理程序 鍵 2處理程序 鍵 5處理程序 否 19 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計方案，系統(tǒng)的調(diào)試分三個部分：軟件調(diào)試、硬件調(diào)、軟硬件聯(lián)合調(diào)試 [16]。按鍵處理流程如圖 。 液晶顯示程序流程圖如圖 所示。中途等待終端服務(wù)流程圖如圖 所示。如果霍爾傳感器在 1 秒 之內(nèi)沒有傳來脈沖信號，那么就進(jìn)入等待金額計算公式（中途等待價為 元 /分鐘），并且將等待時間送達(dá)顯示電路顯示 [15]。 設(shè)置狀態(tài) 等待 是否中斷 是否作弊 累加器 +1 計算里程、價格 顯示 結(jié)束 不處理 XXX。如果未經(jīng)控制器允許傳感器就傳送來脈沖，則視為作弊，不予處理 [14]。主程序的流程圖如上圖 所示。 當(dāng)計價器 工作 的時候，主程序模塊需要根據(jù)時鐘模塊提供的時間判斷當(dāng)前計費(fèi)模式（ 6 點到 22 點為白天計價模式， 22 點到第二天 6 點為夜間計價模式），并且判斷行駛路程是否在三公里（起步價 7 元或 8 元三公里）之內(nèi)，若在三公里之內(nèi)，則按照起步價計算總金額，若超過三公里，則按照起步價加上超出三公里開始 初始化 讀取單價起步價等 讀 DS1302 鍵盤掃描 根據(jù)時間選擇模式 夜間模式 白天模式 鍵盤 子程序 返回 15 Y N N Y 部分的金額再加上等待時間金額進(jìn)行計算，將 時間，金額，里程，價格等信息發(fā)送到顯示電路 [13]。 以下 為 對每個模塊的描述。 XXX。 KEY4 鍵：數(shù)據(jù)調(diào)整中的 鍵。 KEY2 鍵：當(dāng) KEY1 鍵按下時，通過該鍵，對要調(diào)整的參數(shù)進(jìn)行選擇。 圖 顯示電路設(shè)計 按鍵電路的設(shè)計 設(shè)計一共 采用 五個按鍵 ，其電路如圖 所示。 LCD1602 的各個引腳功能如表 所示 ?；趩纹瑱C(jī)的出租車計價器設(shè)計 12 占用的 I/O 口少，有效節(jié)約了系統(tǒng)的資源，使整個系統(tǒng)更加簡潔，并且成本低廉。 此次設(shè)計中 ， 顯示 模塊 采用的是 LCD1602 液晶顯示器 [11]。防作弊電路阻止了不法出租車司機(jī)的作弊行為，有效的維護(hù)了乘客的利益?；魻杺鞲衅?A44E 對車輪檢測的工作原理 如圖 所示。 集成霍耳開關(guān)外形及接線如圖 所示。 霍爾傳感器簡介 霍 爾傳感器，是一種基于霍爾效應(yīng)的傳感器件，它具有很多其他類型傳感器不具備的優(yōu)點，它的體積小，高性能、低功耗、頻率高、耐腐蝕、波形輸出穩(wěn)定、并且安裝非常方便?；趩纹瑱C(jī)的出租車計價器設(shè)計 10 圖 時鐘電路 路程測量電路模塊設(shè)計 路程測量的原理是傳感器對車輪的轉(zhuǎn)動進(jìn)行檢測，并以脈沖的形式發(fā)送到主控器端，主控器 收到的脈沖和 對 脈沖進(jìn) 行 計數(shù)，通過計算，得出里程， 總金額等信息 [9]。 時鐘電路如圖 所示。 DS1302 是一款高性能、低功 耗的實時時鐘芯片 [8]，它采用 SPI 三線接口與單片機(jī)之間進(jìn)行同步通信，可以實時為系統(tǒng)提供年、月、日、時、分、秒，并且還可以進(jìn)行修改。掉電保護(hù)電路如圖 所示。 AT24C02 芯片 是一款大存儲容量的記憶芯片 ，它的內(nèi)部采用兩線串行的總線和單片機(jī)進(jìn)行通信。對計價器系統(tǒng)添加一個掉電存儲模塊，之前設(shè)置好的數(shù)據(jù)在掉電時候就會保存，故避免了每次上電需要重 新設(shè)置的麻煩。本設(shè)計中用到的時鐘信號是由微調(diào)電容（ 20pF）和晶振（ 12MHZ）構(gòu)成的自激振蕩器產(chǎn)生的 晶振電路如圖 所示 。 圖 按鍵復(fù)位電路 晶振電路 單片機(jī)內(nèi)部各個部件必須同步工作，故必須參照唯一時序來工 作。 RERST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2 個機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作 。其中， 10KΩ 電阻主要是起分壓限流的作用，而 10uF電容則是為了實現(xiàn)上電復(fù)位操作。 復(fù)位電路 此次設(shè)計采用的復(fù)位操作方式是按鍵復(fù)位方式。 XXX。 PSEN ： 程序存儲允許端口。 該端口為低電平時，表明單片機(jī)正在訪問外部存儲器 。另外，該端口還可以作為編程脈沖的輸入端口 。 ALE/ PROG ： 地址鎖存端口。 系統(tǒng) 正常 工作狀態(tài) 下， 該端口應(yīng)該保持低電平 。 P3 口作 I/O 口時與 P P2 的功能一樣， P3 口還有特殊功能， P3 口的特殊功能如表 。當(dāng)有外部的程序或者數(shù)據(jù)需要被讀取時，這時 P0 口就分時轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和地址總線復(fù)用，在讀取外部數(shù)據(jù)時，由于 P0 口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以 7 需要外加上拉電阻。 P0:P0 口是 8位的雙向 I/O 接口，由漏極電路組成。 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PRCG30EA/VPP313233343536373839VCC40 圖 單片機(jī)引腳 單片機(jī)各 引腳功能如下： VCC：電源電壓。 AT89C52 單片機(jī)與其它 MCS51 系列的單片機(jī)引腳完全兼容 [7]。 MCS51單片機(jī)內(nèi)部采用國際上通用的 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，具有高性能的 AT89C51 可以作為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)的首選芯片 [6]。 里程傳感器 按鍵電路 掉電存儲電路 指示燈 液晶顯示 電源電路 時鐘電路 時間電路 單片機(jī) XXX。 其中，選用時鐘模塊來提供準(zhǔn)確的時間，采用掉電存儲模塊存儲設(shè)置信息，里程電路模塊完成對信號的采集，并將信號送達(dá)主機(jī)模塊處理。 論文的 重點是 對 主機(jī)模塊 的設(shè)計 ， 主機(jī)模塊協(xié)調(diào)各個模塊工作，將各個模塊的功能進(jìn)行分配并將各個模塊的信息送達(dá)顯示模塊進(jìn)行顯示。 5 圖 系統(tǒng) 原理 圖 系統(tǒng)工作原理 主控器提前被寫入程序和數(shù)據(jù)信息，根據(jù)設(shè)定，主控器依據(jù)時間 (白天和黑夜 )自動調(diào)整起步價，并對傳感器傳來的信號進(jìn)行計數(shù)并計算。在外圍電路中，將 LCD1602 液晶 顯示器 作為 顯示器，顯示價格里程等信息，采用 DS1302 時鐘芯片為系統(tǒng)提供實時時間，采用 AT24C02 掉電存儲芯片來保護(hù)重要信息 [5]，防止斷電丟失 ，通過按鍵可以控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行，并且可以調(diào)整各個顯示參數(shù)。 按鍵功能 具有計費(fèi)開始、結(jié)束、價格日期調(diào)整等功能。 （ 4）顯示行駛和等待單價：顯示方式為 $,精確到 元。 （ 3） 顯示總費(fèi)用： 顯示方式為 “”,單位為元。 （ 2）顯示等候時間：顯示方式為 “XX:XX”。 顯示出租車所在地區(qū)以及 Taxi 工作界面顯示的信息包括： （ 1）顯示行駛里程：顯示方式為 “”,單位為 km。第二界面為工作界面，顯示的是在出租車計價狀態(tài)時的信息。 顯示功能 XXX。 （ 2）當(dāng) 行駛 里程 3km 時，按 元 /km 計算總金額 。在不同的時間段有不同的起步價，一般設(shè) 6 點到 22 點起步價為 7 元， 22 點到第二天 6 點起步價為 8元，在起步公里內(nèi)，不計入等待時間。按鍵可以對各個參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以確保顯示正確的信息，并控制計價器的運(yùn)行。由霍爾傳感器檢測車輪轉(zhuǎn)數(shù)，以此來計算里程數(shù)并計算總金額。 出租車計價器的主要 功能 出租車計價器主要功能 有三種 ，分別為計費(fèi)、顯示、按鍵。在此基礎(chǔ)上，還添加了防作弊模塊，可以有效地防止奸商，維護(hù)乘客的利益。在整個設(shè)計過程中， PROTEUS 軟件在實際應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中所體現(xiàn)的實用性以及有效性上得到廣泛認(rèn)可 [4] 3 第二章 出租車計價器的方案論證 出租車計價器的功能要求 要完成 出租車計價器的設(shè)計 與制作 ， 需要確定 出租車計價器具備的基本功能以及 功能 參數(shù)。與已有的系統(tǒng)相比，該計價器所具有的功能更完善，更強(qiáng)大， 性能更可靠 [3]。 “基于單片機(jī)的多功能出租車計價器的設(shè)計“ 在對系統(tǒng)可行性進(jìn)行分析總結(jié)后， 提出將 AT89C52 用于出租車計價器的設(shè)計，闡述了利用單片機(jī)作為出租車計價器主控器 的 思想，并對整個設(shè)計過程進(jìn)行了仿真。后來，隨著 集成 電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，市場上又陸續(xù)出現(xiàn)了 純電子器件構(gòu)造的 出租車計價器，這種計價器不管在功能上，還是在穩(wěn)定性上，都要出色的多，因此，全電子化的計價器很快取代了半電子化的計價器，成為現(xiàn)在 出租車運(yùn)營商 廣泛應(yīng)用的出租車計價器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了手搖計算機(jī)與機(jī)械結(jié) 合的半電子半機(jī)械化的計價器，此時，它能完成計價與計程工XXX。最早的出租車計價器大部分是由臺灣生產(chǎn)，隨后，國內(nèi)的機(jī)械廠商開始推出國產(chǎn)出租車計價器，我國第一家出租車計價器制造廠是重慶重機(jī)廠。由于技術(shù)上的原因，現(xiàn)階段的計價器并不完善，但不管現(xiàn)在還是將來，出租車計價器都具有 著重要 的研究及應(yīng)用價值。作為出租車運(yùn)營商與廣大乘客之間經(jīng)濟(jì)利益的直接衡量工具，它的性能好壞，直接關(guān)系到運(yùn)營者與廣大乘客之間的經(jīng)濟(jì)利益。 出租車計價器是 出租車服務(wù)行業(yè) 里必不可少的計量工具 ，出租車必須在配備由出租車運(yùn)營公司統(tǒng)一認(rèn)定的出租車計價器后才能投入運(yùn)營?；趩纹瑱C(jī)的出租車計價器設(shè)計 IV 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................... 19 軟件調(diào)試 ................................................ 19 仿真調(diào) 試 ............................................. 19