电气电子毕业设计14出租车计价器设计.docx

电气电子毕业设计14出租车计价器设计.docx

《电气电子毕业设计14出租车计价器设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气电子毕业设计14出租车计价器设计.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电气电子毕业设计14出租车计价器设计

单片机原理及应用

课程设计报告（论文）

出租车计价器

专业班级：

姓　　名：

时间：

指导教师：

2007年1月5日

目录

1引言………………………………………………………………………………………….1

2总体设计方案………………………………………………………….……………………1

2.1方案比较…………………………………………………………………………………..1

2.2总体设计框图…………………………………………………………………………….2

3设计原理分析……………………………………………………………………………….2

3.1计费功能单元设计……………………………………………………………………….2

3.2控制单元设计…………………………………………………………………………….3

3.3输出单元设计…………………………………………………………………………….3

4程序设计…………………………………………………………………………………….4

模块介绍……………………………………………………………………………………….4

5总结与体会………………………………………………………………………………….6

参考文献……………………………………………………………………………………….6

附录一（系统设计总体电路图）……………………….………………………………………7

附录二（程序清单）…………….………………………………………………………..……..8

出租车计价器设计报告

摘要：

本设计介绍了用51系列单片机设计的计价器，阐述了AT89S51和霍尔传感器的使用方法，以及LED数码管的显示过程，同时还有价格调整和时间调整功能，可方便定期调整价格，省去重写程序的麻烦。

以89S51单片机为中心、附加A44E霍尔传感器测距，实现对出租车计价统计，采用语音提示，输出采用六位8段共阳数码显示管。

在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。

关键词：

计价器；单片机89S51；A44E

1引言

道路交通事业的发展以及人们生活水平的提高都促使交通工具的不断变化，无论是在大城市或是中小城市越来越多的出租车公司不断的出现。

出租车的出现方便了人们的生活，对于现在快节奏生活方式的人们来说出租车无疑是最好的交通工具。

但是，传统的出租车收费方式完全是司机说了算，乘客不能很直观的看到比如收费标准以及行驶里程等各种数据，给本来想寻求方便的人们带了不便，也加重了司机的负担。

我们设计的这种出租车计价器，它可以提供不同的收费标、准计时收费，允许司机根据情况修改单价，直观的显示当前单价、行驶里程、总金额等，有必要的话还可以打印输出各种数据。

2总体设计方案

2.1方案比较

方案一

使用数字电路和模拟电路来完成设计要求。

显示器件有：

LED显示，VFD显示，分段式数码管等等，针对显示单元电路这里可以使用分段式数码管来显示，分段式数码管分为共阳极和共阴极两种，对数码管的驱动针对不同的类型采用不同的芯片，共阴极数码管通常采用TTL系列的74LS48驱动，而共阳极数码管通常采用CMOS系列的CD4543来驱动；仅时钟显示电路框图和实际电路就这样的庞大，整体电路规模可想而知。

而且对于模式的切换需要用到机械开关，机械开关时间久了会造成接触不良，功能不易实现；整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试。

方案二

使用单片机来完成设计要求。

单片机功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。

针对计费模式的切换，通过软件编程就可以轻而易举的实现。

避免了机械开关带来的不稳定因素。

方案确定

经过上面的两种方案的比较，显然第二种方案具有更大的优越性、灵活性，所以我们采用第二种设计方案进行设计。

本电路以89S51单片机为中心、附加A44E霍尔传感器测距，实现对出租车计价统计，输出采用8段数码显示管。

设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据白天、

黑夜、中途等待来调节单价，同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。

2.2总体设计框图

2.2.1工作原理框图如图1所示

图1工作原理框图

2.2.2单片机单元框图如图2所示

图2单片机单元框图

3设计原理分析

总电路图如附录一所示，部分电路分析如下。

3.1计费功能单元设计

里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器A44E检测到的信号，送到单片机，经处理计算,送给显示单元的。

其原理如图3所示。

由于A44E属于开关型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽（4.5～18V），其输出的信号符合TTL电平标准，可以直接接到单片机的IO端口上，而且其最高检测频率可达到1MHZ。

A44E集成霍尔开关由稳压器、霍尔电势发生器（即硅霍尔片）、差分放大器、施密特触发器和OC门输出E五个基本部分组成。

在输入端输入电压VCC，经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差HV输出，该HV信号经放大器放大后送至施密特触发器整形，使其成方波输送到OC门输出。

当施加的磁场达到工作点时，触发器输出高电压（相对于地电位）使三极管导通，此时OC门输出端输出低电压，通常称这种状态为开。

当施加的磁场达到释放点时，触发器输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压，这种状态为关。

这样两次电压变换，使霍尔开关完成一次开关动作。

图3传感器测距示意图

我们选择了P3.2口作为信号的输入端，内部采用外部中断1（这样可以减少程序设计的麻烦），车轮每转一圈（我们设车轮的周长是1米），霍尔开关就检测并输出信号，引起单片机的中断，对脉冲计数，当计数达到1000次时，也就是1公里，单片机就控制将金额自动的加增加，其计算公式：

当前单价×公里数=金额。

3.2控制单元设计

3.2.1按键名称

确定键S0,设置键S1,单价和时间调节键S2,加1键S3。

3.2.2按键功能操作说明

按键共有五个，从左到右按顺序依次是：

确定，设置，单价/时间调节，加1。

在系统时间显示状态下面，直接点击确定键可以进入计费模式，在计费模式下面如果再次点击以下，立即退出计费模式，在退出计费模式的同时，存储器自动保存当前状态的全部数据信息。

点击设置键进入时间设置模式，点击单价调节键进入单价设置模式，在设置模式下面，由加1键配合操作来完成设置，设置完成后要点击以下确定键，立即退出单价调节模式并保存我们的设置。

a在没有进入计费状态时候显示当前的系统时间，并且增加了校时功能；

b白天与晚上的计费标准自动转换，无须使用转换开关来控制；

c设有起步价，默认是3公里/5元，可以手动调整；

d途中等待时间自动检测，并根据等待时间合理计费（等待费用和正常行驶费用标准不一致）

3.3输出单元设计

3.3.1数据显示

由于设计要求有单价（2位）、路程（2位）、总金额（3位）显示输出，加上我们另外扩展了时钟显示（包含时分秒的显示），采用LCD液晶段码显示，在距离屏幕1米之外就无法看清数据，不能满足要求，而且在白天其对比度也不能够满足要求，因此我们采用6位LED数码管的分屏显示，如图4所示：

数据分屏显示是通过按键S0和外部传感器的脉冲波来实现切换的。

在出租车不走的时候，按下S0，可以实现数据分屏显示；车在行走的时候只有总金额和单价显示屏在显示，当到达目的地的时候，客户要求查看总的里程的时候，就可以按下S3切换到里程和单价显示屏，供客户查询。

图4数码管的分屏显示

从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器（74HC164）,由于移位脉冲的作用，使数据向右移，达到显示的目的。

移位寄存器74HC164还兼作数码管的驱动，接电源、数据和脉冲输出端。

三个整流管D1～D3可以降低数码管的工作电压，增加使用寿命。

3.3.2蜂鸣器报警提示电路

压电式蜂鸣器约需10MA的驱动电流,可用一个晶体三晶管驱动，P0.1接晶体管基极输入端。

当P0.1输入高电平1时，晶体管导通，蜂鸣器两端获得+5V电压而鸣叫；当P0.1输入高电平0时，晶体管截止，蜂鸣器停止发声。

以提醒乘客注意。

4程序设计

模块介绍

（1）主程序模块

在主程序模块中，需要完成对各接口芯片的初始化、出租车起价和单价的初始化、中断向量的设计以及开中断、循环等待等工作。

另外，在主程序模块中还需要设置启动/清除标志寄存器、里程寄存器和价格寄存器，并对它们进行初始化。

然后，主程序将根据各标志寄存器的内容，分别完成启动、清除、计程和计价等不同的操作。

其程序流程如图5所示.

（2）定时中断服务程序

在定时中断服务程序中，每100ms产生一次中断，当产生10次中断的时候，也就到了一秒，送数据到相应的显示缓冲单元，并调用显示子程序实时显示。

（3）里程计数中断服务程序

每当霍尔传感器输出一个低电平信号就使单片机中断一次，当里程计数器对里程脉冲计满1000次时，就有程序将当前总额累加，进入里程计数中断服务程序中。

在该程序中，需要完成当前行驶里程数和总额的累加操作，并将结果存入里程和总额寄存器中。

（4）中途等待中断服务程序

当在计数状态下霍尔开关没有输出信号，片内的T1定时器便被启动，每当计时累加到10分钟，就对当前金额加上中途等待的单价，以后每十分钟都自动加上中途等待的单价。

当中途等待结束的时候，也就自动切换到正常的计价。

图5主程序流程图

（5）显示子程序服务程序

由于是分屏显示数据，所以就要用到4个显示子程序，分别是：

时分秒显示子程

序（HMS_DIS）、金额单价显示子程序（CP_DIS）、路程单价显示子程序（DP_DIS）、单价调节子程序（PA_DIS）。

（6）键盘服务程序

键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序，一旦按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。

有以上部分程序设计编写程序如附录二所示

5总结与体会

系统使用的各种传感器是高性价比的通用元器件，具有合适的灵敏度、精度，价格便宜。

单片机能很好的利用这些传感器的信号，对各部分进行实时控制。

电路的特色：

采用了掉点保护模块，不会因瞬间掉电而造成数据的丢失。

但是，系统设计仍有可以改进的空间。

例如，在使用LCD显示器时，可以选用带有背光的LCD显示器。

在设计过程中，我们充分体会到了创造的乐趣和分工合作的重要性，在动手的过程中，不但增强了实践能力，而且在理论上有了更深的认识。

参考文献

[1]于海生.微型计算机控制技术［Ｍ］.清华大学出版社，1999.6

[2]陈杰黄鸿.传感器与检测技术［Ｍ］.高等教育出版社，2002.8

[3]孙涵芳.MCS-51系列单片机原理及应用［Ｍ］.北京航空航天大学出版社，1996.4

[4]黄正瑾.电子设计竞赛赛题解析［Ｍ］.东南大学出版社，2003.5

附录一系统设计总体电路图

附录二程序清单

计价器源程序

；****键盘定义***********

S0BITP1.0

S1BITP1.1

S2BITP1.2

S3BITP1.3

SPBITP2.1

；单价定义

DJEQU5FH

D_DJ　EQU5EH

NIG_DJEQU5DH

WAIT_DJEQU5CH

ZELEQU5BH

ZEHEQU5AH

M100EQU59H；外部中断次数

DISEQU58H；行车距离

MS100EQU57H

MIAOEQU56H

FENEQU55H

SHIEQU54H

；****显示缓冲区**