【正文】 專業(yè)班級(jí)： *************************** 二○一二 年 五 月 十 日 摘 要 隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分，出租車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有一個(gè)應(yīng)用價(jià)值的。本設(shè)計(jì)按照傳統(tǒng)的模式，在整個(gè)項(xiàng)目開(kāi)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。本系統(tǒng)是由89C52單片機(jī)、數(shù)碼管顯示模塊、計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生器、及里程計(jì)算等模塊組成。二十世紀(jì)后半期，隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，基于單片機(jī)的出租車計(jì)費(fèi)器不僅可以解決電子系統(tǒng)小型化、低功耗、高可靠性等問(wèn)題，而且其開(kāi)發(fā)周期短、開(kāi)發(fā)軟件投入少、芯片價(jià)格不斷降低，特別是對(duì)小批量、多品種的產(chǎn)品需求，單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)可靠性高、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，不僅已成為工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域普遍采用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和和生活的各個(gè)角落，有力地推動(dòng)了各行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，應(yīng)用前景廣闊。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。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)。出租車計(jì)價(jià)器的功能從剛開(kāi)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)在能夠打發(fā)票和語(yǔ)音提示、按時(shí)間自主變價(jià)等功能。而本次設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器是一種專用的計(jì)量?jī)x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(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用的總數(shù)，其金額值是計(jì)程和計(jì)時(shí)時(shí)間的函數(shù)。出租車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。因此，汽車計(jì)價(jià)器的研究也是十分有應(yīng)用價(jià)值的。雖然私家車的擁有量在大幅度地提高，但是出租車還是在我國(guó)的交通運(yùn)輸中承擔(dān)著重要的角色，出租車計(jì)價(jià)器是出租車上必不可少的重要儀器，它是負(fù)責(zé)出租車營(yíng)運(yùn)收費(fèi)的專用智能化儀表。近年來(lái)，我國(guó)出租汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，出租汽車已經(jīng)成為我國(guó)城市公共交通的重要組成部分和現(xiàn)代化城市必備的基礎(chǔ)設(shè)施，成為人們工作、生活中不可缺少的交通工具。出租汽車計(jì)價(jià)器是一種能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行計(jì)價(jià)，并直接顯示車費(fèi)值的計(jì)量器具。依據(jù)國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)，出租汽車計(jì)價(jià)器是列入國(guó)家首批強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具之一，也是近年來(lái)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)化管理的六類重點(diǎn)計(jì)量器具之一。多年來(lái)國(guó)內(nèi)普遍使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能?，F(xiàn)今我國(guó)生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百 家，主要是集中在北京，上海，沈陽(yáng)和廣州等地。汽車計(jì)價(jià)器是乘客與司機(jī)雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。具有良好性能的計(jì)價(jià)器無(wú)論是對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友還是乘客來(lái)說(shuō)都是很必要的。多年來(lái)國(guó)內(nèi)普遍使用的計(jì)價(jià)器只具備單一的計(jì)量功能?，F(xiàn)今我國(guó)生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百家，主要是集中在北京，上海，沈陽(yáng)和廣州等地。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第二代計(jì)價(jià)器。此時(shí)它在計(jì)程的同時(shí)還可以完成計(jì)價(jià)的工作?，F(xiàn)代出租車計(jì)價(jià)器的模型也就基本具備了，它可以完成計(jì)程，計(jì)價(jià)，顯示等基本工作。出租車計(jì)價(jià)器在最初使用時(shí)具備的主要功能是根據(jù)行駛里程計(jì)價(jià)，要求精度高，可靠性好。出租車計(jì)價(jià)器通過(guò)傳感器與行駛車輛連接。針對(duì)這一點(diǎn)我們來(lái)利用單片機(jī)作為控制核心，設(shè)計(jì)一款出租車計(jì)價(jià)器，具有計(jì)價(jià)顯示、等待時(shí)間計(jì)價(jià)，公里數(shù)顯示，時(shí)間顯示等相關(guān)功能。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)，但同時(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。首先將傳感器輸出的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大整形作為移位寄存器的脈沖，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)，但是考慮到這種電路過(guò)于簡(jiǎn)單，性能不夠穩(wěn)定，而且不能調(diào)節(jié)單價(jià)，也不能根據(jù)天氣調(diào)節(jié)計(jì)費(fèi)保準(zhǔn)，電路也不夠?qū)嵱谩？梢詫?duì)計(jì)程車整個(gè)過(guò)程進(jìn)行判斷、處理。方案三：采用單片機(jī)控制。不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。單片機(jī)計(jì)算總價(jià)的公式為：總價(jià)=起步價(jià)+單價(jià)*（總里程起步里程）。 通過(guò)比較以上三種方案，我們知道采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試，對(duì)于模式的切換需要用到機(jī)械開(kāi)關(guān)，機(jī)械開(kāi)關(guān)時(shí)間久了會(huì)造成接觸不良，功能難以實(shí)現(xiàn)。所以我們采用第三方案，用AT89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)的功能。555電路來(lái)產(chǎn)生一個(gè)脈沖來(lái)模擬霍爾傳感器輸出的里程脈沖，內(nèi)部采用外部中斷0，(產(chǎn)生的頻率F=1/T=[(R1+2R2)C1])，由單片機(jī)的內(nèi)部算法對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，通過(guò)計(jì)算將脈沖增加體現(xiàn)在金額和里程上。七段LED數(shù)碼管引腳圖如下圖: 圖1 LED管腳配置圖 LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。這種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種，如上圖所示，共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地，如圖中所示，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。方案二：采用液晶顯示器顯示。但如果采用LCD 液晶顯示,在距離屏幕1 m 之外就無(wú)法看清數(shù)據(jù),而且在白天其對(duì)比度也不能夠滿足要求,因此必須采用高亮度LED 數(shù)碼管顯示。根據(jù)上述分析故選用方案一。在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分利用各部件的功能，實(shí)現(xiàn)多功能的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)。利用單片機(jī)豐富的IO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)格選擇、時(shí)間顯示控制等功能。具體電路參見(jiàn)附錄中“多功能出租車計(jì)價(jià)器總體電路圖”如圖2所示 鍵盤(pán)控制89C52單片機(jī)顯 示動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管顯示里程計(jì)算單元圖2 單片機(jī)控制方案圖 單片機(jī)模塊AT89C52是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。AT89C2052是它的一種精簡(jiǎn)版本，AT89C2052是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含2K字節(jié)的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。 AT89S52單片機(jī)及其引腳說(shuō)明AT89S52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KB的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。AT89S52是一個(gè)有40個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖3 AT89S52引腳配置所示。GND 接地。當(dāng)RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位。DISKRTO位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。XTAL2 來(lái)自反向振蕩放大器的輸出。也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。P1口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。P1口部分端口引腳及功能如表21 P1口特殊功能所示。P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口線上的內(nèi)容在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。P3口 一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。對(duì)P3口寫(xiě)“1”時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻把拉到高電并可作輸入端口。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表22 P3口特殊功能所示。P3口引腳特殊功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）（外部中斷0）（外部中斷1）T0（定時(shí)器0外部輸入）T1（定時(shí)器1外部輸入） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）表22 P3口特殊功能PSEN/ 程序儲(chǔ)存允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀先通信號(hào)，當(dāng)AT89S51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN/有效，即輸出兩個(gè)脈沖。EA/VPP 外部訪問(wèn)允許。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+5V的編程電壓VPP。只需在外部配接適當(dāng)?shù)淖枞菰?，便可組成施