基于单片机的出租车计价器设计毕业论文docWord文件下载.docx

1、大规模集成电路的发展又产生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。它的功能也在不断完善.当单片机出现并应用于计价器后，现代出租车计价器的模型也就基本具备了，它可以完成计程，计价，显示等基本工作。同时，单片机以及外围芯片的不断发展促进了计价器的发展。目前市场上有很多种款式的计价器，功能齐全，品种丰富，但是价格一直高居不下，而这种情况与科技发展带来的优点背道而驰了，因此一款低成本的计价器不仅是科技发展的趋势，同时也是市场的迫切需求。要设计一个合理的出租车计价器，就要同时兼顾消费者和司机两方面。消费者关心计价的精确性，司机关心的是计价器的成本、实用特性。因此本设计STC89C52为核心，设计一款能实

2、时显示消费金额、单价、里程、等待时间等功能的出租车计价器，并且具有简单、易操作、低成本等特点。本设计就是在满足消费者和司机的要求的基础上，力求低成本、易操作。在后面的章节中将具体讲解本设计的设计思路、方案选择、设计原理、软硬件设计和软硬件调试等。第一章 出租车计价器概述第一节 出租车计价器的发展历史及趋势出租车作为公共交通工具的一员，在经历了公交车、三轮车繁盛的时代后，在八十年代初登上了我国交通工具的舞台。而重庆起重机厂是当时我国首个生产应用于出租车的计价器的公司，在当时令很多人耳目一新，这一突出成绩也预示着出租车这一行业的兴起。早期的出租车计价器是基于我国的机械技术制作的，能够对车辆行使的里

3、程进行测量，仅仅相当于一个里程表。随着时间的推移，科学技术的发展，出租车计价器经过时间的洗涤，在功能上也不断完善，摆脱了以前的粗笨、繁琐。随着单片机的出现并应用于计价器后，极大地推动了计价器的发展，现代出租车计价器的模型也就基本具备了，外观小巧、灵活，操作方便。它不仅可以完成计程、计价、显示等基本工作，同时也为以后的各种外围芯片相关的技术融合奠定了基础。随着我国经济的高速发展、人民生活水平的提高以及环保意识的增强，人们在外出工具选择上更加具有时代特征。上世纪由于国民并不是很富裕，很多人外出选择公交车，但是比较拥挤，环境又不好。到20世纪前后时间，大家都有了自己的交通工具，不管是自行车、机动车等

4、，够多的是燃油车辆，因此有了更多的选择。但是伴随着车辆燃油对空气的污染，现在的人们更加注重环保，都更加倾向于公共交通工具，这时出租车的优点就逐渐显现出来，在随后的这些年出租车已经成为城市公共交通的重要组成部分。因此出租车计价器的重要性也就不言而喻了。在出租车逐步成为城市交通的重要组成部分的同时，行业健康和发展也获得越来越多的关注。因此，一款让消费者放心、司机们省心的计价器在计价器发展的几十年间一直困扰着无数设计人员。从出租车计价器的发展史我们不难看出，科技不停进步，计价器也是不断发展，但是全电子化的计价器已是当下发展的趋势，基于单片机的出租车计价器以其操作简单、成本低，更加赢得了市场的青睐。第

5、二节 出租车计价器现状现在的出租车计价器处在一个新的水平，即以单片机为核心的计价器。随着单片机技术不断成熟及普及，同时单片机性能不断提高而价格却不断下降，使得单片机控制技术广泛的应用于出租车计价器的设计当中。目前市场上流行的单片机很多，比如51系列的89C51、89C52、89C53芯片等等，内部存储空间达到了4KB、8KB以及12KB的等，这些很容易满足较为复杂设计。当然还有其他种类的单片机，根据不同公司，种类繁多，比如AT、Philips、Intel、STC等等1，可供设计人员随意选择。伴随着单片机的发展，其外围芯片技术也不断发展，使得计价器的功能进一步增强，产生了许多附加功能。比如：LC

6、D显示器的应用：液晶显示器的应用，使得消费信息，如单价、里程、消费金额、等待时间等同时显示在了液晶显示器上，使乘客一目了然。语音芯片的应用：在计价器工作过程中，能实现简单的人机交流，更加具有人性化。掉电保护芯片的应用：就像是一个“黑匣子”，使得计价器在遇到电源问题时能够及时的把当前的工作信息存储起来，等电源恢复正常工作后系统能提取之前保存的信息，使得系统正常工作。使得计价器的系统更加完备。还有就是时钟芯片的应用：做成万年历的形式，给乘客和司机提供时间。这些附加功能的使用，大大的丰富了计价器的形式，使得计价器更加人性化、多样化。21世纪以来，我国车辆的大规模增加，也在一定程度上增加环境污染的程度

7、，与此同时交通更加拥堵。而作为公共交通工具一员的出租车也变的愈发重要，能在一定程度上为环境保护做出贡献，值得推广。各种各样的计价器也随着科技水平的发展而迅速发展。因此设计一款在出租车行业得到大家认可的计价器有着重要的意义。第三节 本章小结本章主要是对出租车计价器的发展历史的回顾和现阶段发展的状况进行了一个简单的叙述。这样能够在研究本课题之前对它有一个大体的了解。最后通过对本课题设计题目的分析以及设计要求进行了大体的分析，确定了各个主要模块，对本设计进行了总体的概括，厘清了设计思路，为后面计价器的方案选择、软硬件部分的设计做好了铺垫。第二章 设计方案论证第一节 设计要求出租车计价器已经在我国发展

8、了几十年，各方面技术也已经相当成熟。在对本次设计讲解前，需要对本次设计的各种要求理解到位，从而避免偏题、跑题。本次设计的目标和任务以指导老师公布的任务书为准，即根据乘客乘坐距离和等候时间进行计价，并在行驶中同步显示消费的费用，进而设计一款能合理计费的计价器。通过对本设计要求的理解，本设计要实现的都是计价器的最基本的功能。主要是对里程计价和等待时间计价两个模块的设计，其他情况便可通过键盘处理模块来补充。具体讲解会在下面几节具体讲解。第二节 基本功能从设计要求来看，此次课题设计的出租车计价器的主要功能有：里程计价、等待计价、计价暂停、单价调节、数据复位、路程显示、单价显示、消费显示、等待时间显示等

9、等。系统大体运行过程是当按下开始和确定按键后，测距传感器即A44E霍尔传感器会开始采集车轮转的圈数，然后把数据传送到单片机进行相应处理，进行里程计价。若车轮停止转动时，单片机会进行延时检测，当确认车轮静止后，等到一段时间，进行记录等待时间，等待计价。等待计价是利用系统自带的计时器T0进行计时，当满足等待计价要求时，系统会在消费金额上加上等待计价的部分，同时把等待时间、消费总金额、单价、里程等信息实时显示在液晶显示屏上，进行人机交流。根据本次设计的要求，现把主要功能列述如下：一、计费功能费用的计算按照里程和等待时间进行收费。出租车白天起步价统一按照8.00元收费，晚上按照10.00元进行收费，并

10、且还可以根据不同情况可进行单价调整。当里程3Km时，按白天或夜晚的单价（白天2元，夜晚3元）收费，并且本设计的单价可通过键盘进行调节；等待累计时间5min时，以0.6元/min收费。当等待时间在5min之内时不进行计费。二、显示功能采用LCD1602作为显示装置，LCD1602体积小，画面清晰3，对整个系统的外观有很好的加分作用。LCD的选择在后面的方案论证上会确定。显示行驶里程：显示方式为“S：000.0KM”，测量范围为0-999Km，精确到0.1Km。显示单价：显示方式为“P：2.5”，单位为元，计价范围为0-9.9元，精确到0.1元；显示等候时间：显示方式为“W：000”；单位为min

11、，计时范围为0-999min，精确到1min；显示总费用：0006.00y”,单位为y即元。计价范围为0-9999元，精确到0.01元。三、键盘调节功能键盘部分负责对系统进行不同的控制，同时对一些额外功能的补充。能够实现对计价器的运行暂停控制，这样不仅能够完成计价器的基础功能，同时暂停作用用来乘客结账时，用来查验，符合乘客要求。能够对计价器的里程单价进行调整，这样可以方便司机在白天和夜晚进行单价转换，同时遇特殊情况进行单价调整。能够实现对白天、夜晚起步价进行调整。当然，现实中应该通过实时时钟对其进行控制。第三节 方案论证及比较通过对本设计的了解以及所学知识的水平，在本设计的方案论证上，提出了两

12、种符合当前计价器发展趋势的方案，即采用数字电子技术和单片机技术，每一种都有其他点，现详述如下。方案一：鉴于对数字电路的知识的了解，可以采用数字电子技术来设计一款简易计价器，该方案的流程框图如图2-3-1所示。图 2-3-1 基于数电技术的计价器结构图这种方法是利用数字电路技术中的555定时芯片结构或外围的晶振电路作为整个电路的时钟脉冲信号，然后采用能够计数的计数芯片对脉冲进行计数，最后通过译码器组成的译码电路对数据进行译码，将译码所得的数据送给数码管进行显示3。这种方法原理简单，易于实现。但是处理数据的能力有限，显示部分之也只能简单地显示一些简单的数字。本设计需要显示30个字符，而每个数码管只

13、能显示一个字符，若全部显示出设计要求的字符，则整个设计的硬件电路的体积会大了很多，虽然每个数码管的成本比较低，但30个数码管便不利于节约成本了。同时本系统还要额外添加555定时芯片的成本，另一方面利用555定时芯片产生时钟脉冲信号的精度牵涉到外设电容及环境温度的影响，容易产生误差，不容易掌控，需要时间去验证，太过麻烦。方案二：采用单片机技术，方案图如图2-3-2所示。鉴于当前单片机技术的发展以及技术的逐渐成熟，采用单片机作为核心处理器，STC89C52单片机拥有8KB的内部程序存储器，能够满足本设计的要求。利用LCD1602液晶显示器作为显示装置，体积小，外观清晰。电源电路采用LM78L05芯

14、片设计稳压电路，实现12V到5V的转换4，并且此芯片成本比较低。霍尔传感器测距部分是利用A44E霍尔传感器设计传感器模块，简单，方便。同时采用外部晶振作为时钟脉冲触发设备，通过对按键部分的设计。达到方便控制计价器的目的。图 2-3-2 基于单片机的计价器结构图通过对以上两种方案的比较，方案二的设计比较符合设计要求，具有性价比高，控制简单的特点，因此选择以方案二即以单片机为核心方案进行本次设计。第四节 本章小结本章主要讲述了设计方案的选择问题。通过对题目及要求的分析，知道本设计需要实现的计费功能、显示功能、键盘控制等，结合现阶段计价器发展趋势，提出了两种不同的设计方案。通过对性价比、操作简单性以及可行性等因素的分析，进而确定适合本设计的方案即是以单片机为核心的第二种方案。第三章 硬件设计第一节 单片机的介绍硬件的设计核心部分是单片机型号的选择。目前市场上广泛应用的STC89C52芯片有双列直插式（DIP）、贴片式两种封装方式。这款新片具有8KB的内部程序存储空间5，能充分满足应本设计的要求，并且我们选用DI