【正文】 件下收費的變化比率 ,附加車費值計費方式等數據和與收費辦法相應的車費計算與控制程序等 ,并且在計價器安裝前已根據不同車型選定好 K 值。 本設計重點是設計主機模塊，并將各個硬件的功能顯示在選定的顯示器上。設計中選用時鐘模塊來保證基本的時間和日期顯示的正確性，掉電存儲來存儲基礎設置信息，顯 示電路作為基本的輸出設備。利用單主機模塊行計數，從而計算出里程及所需要的金額。本系統(tǒng)可以實現單價、里程及金額，并能對所有的基礎數據進行設置。將傳感器輸出的脈沖信號，經過放大整形作為移位寄 存器的脈沖，實現計價，但是考慮到這種電路過于簡單，性能不夠穩(wěn)定，而且不能調節(jié)單價，也不能根據天氣調節(jié)計費標準，電路不夠實用。利用單片機豐富的 I/O 端口，及其控制的靈活性，實現基本的里程計價功能和價格調節(jié)、時鐘顯示功能。 單片機實現小系統(tǒng)的 PCB 制版圖 及原理全景圖 如圖 31， 32 所示。在這里選擇的是 8 位單片機 89SC51。 單片機控制部分如圖 33 所示。本設計在這里是通過中斷 INT1 來計數的，當每 接收到一個中斷，自動在里程中增加 19（常用出租車輪胎周長為 米，可以根據情況改變）。 圖 33 控制器電路 出租車計價器 設計 10 信號采集 單元設計 信號采集 主要是通過傳感器對 采集車軸轉數，通過主機模塊進行計算，從而得出里程，金額等信息。 霍爾傳感器 以霍爾效應為原理， 以霍爾 器件 為基礎?；魻栭_關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高。 霍爾傳感器 A44E 工作原理， 在輸入端輸入電壓 Vcc，經過穩(wěn)壓器 A穩(wěn)壓或加在霍爾電勢發(fā)生器 B 兩端，根據霍爾效應原理，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生霍爾電勢差輸出，該信號經過 差分 放大器 C 放大后送至施密特觸發(fā) 器 D 整 形，使其成為方波輸送到 OC 門中輸出。當施加磁場未達到工作點時，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使 OC 門輸出高電壓，這種狀態(tài)為關。 圖 34 A44E 集成結構圖 （ a） 及 工作點圖 （ b） A44E 型霍爾傳感器屬于霍爾開關器件，輸出的是數字量。 集成霍爾傳感器外形 圖 [4]如圖 35 所示。 圖 36 霍爾傳感器工作原理圖 霍爾傳感器電路原理如圖 37 所 示。 霍爾傳感器集成芯片 A44E 有信號轉換、電壓放大、整形輸出等功能，為增加其抗干擾的能力，在 A44E 轉換、放大、整形后再通過光偶送入 引腳。當車輪轉動一圈時小磁鐵提供一個磁場，則霍爾傳感器輸出一次 低電平完成一次數據采集。通過計算將脈沖增加體現在金額和里程上。 使用矩陣或獨立按鍵作為控制輸入 。 矩陣鍵盤掃描時需要較長的時間，因此利用兩個獨立按鍵作為系統(tǒng)開始與結束的按鍵，運用比較方便。 圖 38 獨立按鍵 出租車計價器 設計 13 圖 39 矩陣按鍵 整個系統(tǒng) 獨立 按鍵 二個 ，一個“啟動 /停止”，一個“復位”；本模塊功能 ： 掃描按鍵功能，返回掃描結果?？梢赃M行存儲的芯片有很多種，在這個設計中采用了AT24C02 這款芯片。 當司機每次按下計價鍵的時候，通過程序每次都會自動從 AT24C02中讀取信息，這樣就達到了對起步價、單價等設置信息的保護。 出租車計價器 設計 14 表 31 AT24C02 管腳描述 管腳名稱 功能 A0、 A A2 器件地址選擇 SDA 串行數據 /地址 SCL 串行時鐘 WP 寫保護 Vcc +~ 工作電壓 Vss 接 地 AT24C02 管腳圖 [9]如圖 310 所示 。 顯示模塊 設計 顯示部分要求顯示單價、里程、總金額和另外擴展的時鐘顯示等各種信息。這兩種顯示器成本低廉，配置靈活。 LCD 顯示器的原文是 Liquid Crystal Display，其工作原理就是利用液晶的物理特性：通電時排列變得有序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過，說簡單點就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿出租車計價器 設計 15 透。液晶屏功能強大，可顯示各種字體的數字、漢字、 圖像 ，還可以自定義顯示內容，顯示內容也較豐富；方便操作者讀取信息及一些擴展功能的實現。 方案二 ： 采用 LED 數碼管顯示。能完成題目中的基本要求，如果還要增加具體功能的提示，則比較難實現。 液晶顯示是一種極低功耗的顯示器件。它是在上、下玻璃電極之間封入向列型液晶材料，根據需要，將電極 做 成各種文字、數字、圖形，就可以獲得各種狀態(tài)顯示。各種的顯示模塊可以用于不同的地方，如 ：筆端型可以用來顯示漢字。 由于在這里需要在第一界面顯示日期，時間，星期等信息，本來可以選擇帶有字庫，可以顯示漢字的 MzLH0112864。 LCD1602 主參數及接口信號 下面是 LCD1602 的基本參數和各個引腳的功能，必須根據下面的參數來設計顯示電路的原理圖。 表 32 LCD1602 主參數 出租車計價器 設計 16 LCD1602 顯示容量： 16X2 個字符 芯片工作電壓： 工作電流： (5V) 最佳工作電壓： 5V 字符尺寸： (WXH)mm 表 33 LCD1602 接口信號說明 編號 符號 引腳說明 編 號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 DATAI/O 2 VDD 電源正極 10 D3 DATAI/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 DATAI/O 4 RS 數 據命令選擇端 （ H/L） 12 D5 DATAI/O 5 R/W 讀寫數據端 （ H/L） 13 D6 DATAI/O 6 E 使能信號 14 D7 DATAI/O 7 D0 DATAI/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 DATAI/O 16 BLK 背光源負極 顯示模塊硬件電路設計 根據 LCD1602 的基本工作參數和引腳接口信號的介紹，設計出顯示電路， 顯示模塊 如圖 312 所示。數據端 8 位接分別由單片機的 P1 I/O 口與其線連接， 3 個控制端口分別有 P05~P06 端口來控制， 8 位雙向數據線 7~14 與單片機的P1 端口相連，實現液晶與單片機的通信。 電源模塊 設計 方案比較： 220V 交流電，通過整流濾波電路再經過穩(wěn)壓器件得到需要的 +5V 電壓 610V 的直流電壓，再 穩(wěn)壓得到 5V 電壓； 通過仔細的考慮，計費系統(tǒng)最終是安裝在計程車上的，電源一般不是 220V 交流電壓，而是有電瓶輸出的直流電壓，因此采用方案 2。 防止了突然斷電而丟失數據的情況，進一步增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此采用 +l2V 電瓶電源經過濾波和電源穩(wěn)壓管理芯片 7805 后得到 +5V 的穩(wěn)定電壓輸出，保證整個系統(tǒng)能夠正常工作。 圖 313 電源模塊電路原理圖 第四 章 拓展功能模塊設計 出租車計價器 設計 18 空車牌模塊 空車牌模塊 的 功能 主要是控制運行空車牌的計費，當有乘客上車時，司機關閉空車牌，此時單片機計價器開始計數，當乘客下車時，司機打開空車牌，計價器停止計費，并且空車牌上有 LED 燈管，可以提示想乘車的顧客此車上無人，方便乘客乘車 。 圖 41 空車牌電路 時鐘模塊 計價器在出租車空車行駛時需要顯示實時時鐘，因為 它 的時鐘作為白天 /晚上單價自動轉換的一個基準， 且計價器的時鐘顯示能 為司機和乘客提供方便。 時鐘芯片電路 如圖 42 所示。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。當 Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。 （ 2） X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數據的傳 送手段。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數據傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 （ 5） SCLK 始終是輸入端。 防作弊模塊 隨著出租車的增多，人們乘坐出租車出行最關心的就是出租車有作弊器，在這里我設計了一個防作弊電路，用來保證計價器的安全性。而如果沒有前置的電路很容易人為的給單片機一個低電平，使計數增加，達到作弊的效果。但如果檢測到輸入繼續(xù)為低電平，只能說明 有額外的低電平脈沖加載在傳感器的輸出端，是作弊，系統(tǒng)不進行累加，防止作弊。 圖 43 作弊及防作弊電路 車輪模擬測速模塊 方案比較： 。 紅外傳感器價格比較便宜，但紅外線的干擾比較多，容易出現誤觸發(fā)，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，接近開關穩(wěn)定性較好，干擾少，為了加強系統(tǒng)穩(wěn)定性，采用接近開關。 接近開關引腳圖如圖 44 所示。其電路如 圖 45 所示 。 方案比較： APR9600 音樂芯片實現該功能， APR9600 通過串行工作方式分別錄入語音段，然后用串行選段控制方式播放語音段，控制方式是每次給 M2 一個低電平，芯片地址指向下一段語音，而當給 M1 一個低電平時，播放當前段語音，通過控制 M2 和 M1 即可實現語音播放。 比較，由于語音報價主要是播放金額的數字 ，每個數字都要分別存出租車計價器 設計 22 為一段語音，所以導致所需存儲的語音段較多，這時如果采用 APR9600芯片，由于選段需要提供 /M2 低電平，選到后面的段時，需要很多個低電平才能選到，在實際應用中應會造成不小的延時，對語音播放的效果造成影響，而采用 ISD2560 時，由于采用地址方式選段，不存在上述問題，所以語音段之間的延時非常小，由此比較決定 ,采用 ISD2560 芯片實現語音功能。當按下計價開關時，就啟動計價，單片機根據里程寄存器中的內容計算和判斷出行駛里程是否已超過起步價公里數（起步價 7（或 ）元 5 公里）。當到達目的地的時候，由于霍爾開關沒有送來脈沖信號，就停止計價，顯示當前所應該付的金額和對應的單價，再按下復位鍵或者直接回到主界面系統(tǒng)自動對數據清零，并重新進行初始化過程，準備對下一個顧客乘坐時重新計價。 出租車計價器 設計 24 圖 51 主程序流程圖 以下為主函數 void main() { uchar i,flag1,flag2,flag3。 //DS1302 初始化 Init_LCM()。 TH0=(6553650000)/256。 TR0=1。 IT1=1。 EA=1。 flag1 = 1。 flag3 = 1。 BasiKPrice2 = Read24c02(0x03)。 while(1) { loop: //設置跳轉標號 zhujiemian()。 //延時去抖動 if(Key5 == 0) { while(Key5 == 0)。 出租車計價器 設計 26 while(1) { loop1: qidongxianshi()。 if(Key5 == 0) { while(Key5 == 0)。 Price = 0。 goto loop。 if(Key4 == 0) { while(Key4 == 0)。 goto loop1。最后將結果送LCD 顯示。 圖 52 里程計數中斷服務流程圖 出租車計價器 設計 28 中途等待中斷服務程序 當單片機處在計價狀態(tài)下時，片內的 T0 定時器便被啟動。當霍爾傳感器重新有 信號輸出的時候，就自動切換到正常的計價，并把之前不足一分鐘的計時清零。 P26 = 1。 if(P33 == 1) {MileAge = MileAge + 19/2。 count2 = 0。 P26 = 0。 } 出租車計價器 設計 29 //定時器中斷 0 void t0(void) interrupt 1 using 0 { EA = 0。 TL0=(6553650000)%256。 if(count1 == 20) { count1 = 0。 if(count2 == 60) { count2 = 0。 if(count3 == 1) {count3 = 0。 } } } EA = 1。 鍵盤處理流程 如圖 53 所示。 if(Key1 == 0) {