毕业设计(论文)出租车计价器设计.doc
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1、编号: 毕业设计(论文)说明书 题 目: 出租车计价系统设计 院 (系): 电子工程学院 专 业: 测控技术与仪器 学生姓名: 学 号: 指导教师单位: 电子工程学院 姓 名: 职 称: 教 授 题目类型: 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2009 年 5 月 1 日摘 要 现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器,所以计价器技术的发展已成定局。而部分小城市尚未普及,但随着城市建设日益加快,象征着城市面貌的出租车行业也将加速发展,计价器的普及也是毫无疑问的,所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的。计价器作为出租车的一个重要组成部分,关系着出租车司机和乘客双方利益,起着重
2、要的作用,因此,具有良好性能的计价器对广大出租车司机朋友和乘客来说是很必要的。但是现阶段出租汽车的计费系统功能有时候并不能满足出租车司机的意愿。本课题是出租车计价器系统的设计。重点是设计出租车计价器的实用性,并尽量使最后的成品接近于商品。整个系统是以89C51单片机为中心,采用A44E霍尔传感器对轮胎转数进行计数,实现对出租车里程的测量,并最终计算出结果。其中采用寄存器芯片AT24C02使系统在掉电的时候对单价、里程、车轮长度等信息进行存储,采用时钟芯片DS1302来显示时间和在系统需要时进行计时。人机交换界面采用的是1620液晶屏显示,为减小功耗将液晶屏的背光设为可手调。在采集信号的同时采用
3、TLP521光耦实现对计价器的作弊保护。本电路设计的出租车计价器不但能实现计价的功能,同时还能实现根据白天、黑天自动调整计价模式,而且不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便,能自动处理中途等待以及为避免一些作弊行为设计的防作弊功能,最终经检测本设计基本实现了设计要求的基本部分。关键词:计价器 ;霍尔传感器 ;掉电保护 ; 防作弊Abstract Cities now have universal automatic taxi meter, the meter technology is a foregoneconclusion.And some small cities have not
4、yet universal, but with increasing speed upurban construction, the city symbolizes of speed up the development of the universal meter is the taxi industry will also also no doubt that, so the next cars market valuation is still potential.As an important component of the taxi,taxi meter contacts thei
5、nterests of both taxi drivers and passengers, so it has played an important role, therefore,agood performed mete is necessaryr for the majority of taxi drivers and passengers.But the taxi at this stage sometimes billing system does not meet the wishes of taxidrivers.This topic is a design of the tax
6、imeter system.The point is to design the practicalityof the taximeter and as far as possible make the final finished product close tocommodities.The whole system is center on singlechip microcomputer 89c51 and use the hallsensor A44E to count the number of the revolutions,in this way to achieve the
7、statistics of the taxi mileage and give the final results.In this design I use the registerAT24C02 to store the unit price,mileage,the length of wheel and other information when the system power-down,use the clock chip DS1302 to display the time and time ifnecessary.The man-machine intetface is usin
8、g the LCD1620 to display, to reduce the power consumption I set the LCD screen to be hand transfer.At the same time of the acquisition of signals using the optocoupler TLP521 meter to achieve the protection of the cheating.This circuit design of the taximeter can not only achieve the function of pri
9、cing but also adjust pricing model autoly according to the day,black day,Timeand can not be denominated as the clock to provide conve nience for the drivers comradein the half way it will wait for treatment and design function to avoid some action of cheating,finally this design can achieve the basi
10、c requirements by testing.Key words : Meter;Hall sensor;the protection of power-down;anti-cheating目 录 引言11 设计任务及要求21.1 设计任务 21.2 设计要求 22 方案论证22.1 方案选择22.2 系统框图22.3 系统的工作原理 33 硬件系统设计33.1 主机模块33.2信号采集53.3 防作弊电路的设计63.4 按键及显示单元的设计73.5 掉电存储单元的设计 83.6 显示模块94 程序设计 114.1 主程序模块 114.2 里程计数中断服务程序 134.3 中途等待中断服
11、务程序 144.4 显示子程序服务程序144.5 键盘服务程序145 测试验证166 改进意见177 总结17谢辞18参考文献19附录 20引言随着生活水平的提高,人们已不再满足于衣食住的享受,出行的舒适已受到越来越多人的关注。于是,出租车行业以低价高质的服务给人们带来了出行的享受。但是总存在着买卖纠纷困扰着行业的发展。而在出租车行业中解决这一矛盾的最好方法就是改良计价器。用更加精良的计价器来为乘客提供更加方便快捷的服务。 我国在70年代开始出现出租车,但那时的计费系统大都是国外进口不但不够准确,价格还十分昂贵。随着改革开放日益深入,出租车行业的发展势头已十分突出,国内各机械厂家纷纷推出国产计
12、价器。出租车计价器的功能从刚开始的只显示路程(需要司机自己定价,计算后四舍五入),到能够自主计费,以及现在的能够打发票和语音提示、按时间自主变动单价等功能。随着城市旅游业的发展,出租车行业已成为城市的窗口,象征着一个城市的文明程度。 现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器,所以计价器技术的发展已成定局。而部分小城市尚未普及,但随着城市建设日益加快,象征着城市面貌的出租车行业也将加速发展,计价器的普及也是毫无疑问的,所以未来汽车计价器的市场还是十分有潜力的。 凡乘过出租车的人都知道,只要汽车开动,随着行驶里程的增加,就会看到汽车前面的计价器里程数字显示的读数从零逐渐增大,而当行驶到某一值时(
13、如5KM)计费数字显示开始从起步价(如10元)增加。当出租车到达某地需要在那里等候时,系统会自动根据时间进行计时,每等候一定时间,计费显示就增加一个该收的等候费用。汽车继续行驶时,停止计算等候费,继续增加里程计费。到达目的地,便可按显示的数字收费。 汽车计价器是乘客与司机双方的交易准则,它是出租车行业发展的重要标志,是出租车中最重要的工具。它关系着交易双方的利益。具有良好性能的计价器无论是对广大出租车司机朋友还是乘客来说都是很必要的。因此,汽车计价器的研究也是十分有一个应用价值的。 采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大,用到的器件多,造成故障率高,难调试,对于模式的切换需要用到
14、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。为此采用了单片机进行设计,相对来说功能强大,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,例如防作弊系统。1 设计任务及要求11 设计任务本课题是租车计价器系统设计。通过对传感器的检测,对数值进行处理和显示。12 设计要求 (1)、能灵活设置单价、起步价等信息; (2)、能实时显示单价、时间及金额; (3)、掉电情况下能保护单价、起步价等设置信息; (4)、采用液晶或者数码管显示。2 方案论证2.1 方案选择由设计要求设计出一款出租车计价器,通过调查研究发现出租车计价器要实现以
15、下功能:1、 显示时间,日期,单价,里程,总金额;2、 能让司机调整单价,起步价,时间,日期等基本信息;3、 能自动进行停车等待计时、计费;4、 应该具有防止作弊的系统,以保护乘客的利益;5、 能根据时间自动改变计费标准;6、 能打印收据;7、 具有语音播报的功能,提示乘客。 以上的功能是根据不同的出租车计价器来综合得到的结果,但是由于功能众多,设计起来困难,所以没有实现其全部功能。此次设计的计价器由主控器控制,能根据时间自动切换模式,例如6:0022:00为白天模式(起步价为7元)、22:006:00为晚上计价模式(起步价为7.8元)、中途等待处理(在进入计价界面后,车轮没有转动的时候自动开
16、始计时,如果超过1分钟,总金额自动增加1元),可由按键手动控制单价、时间调整、背光灯亮度、两种模式下的起步价等设置。由传感器来来检测发动机主轴的转数,以此推算行走里程。由掉电储存保护单价以及时间等基本设置。时间控制由时钟模块进行控制,当断电的时候有专门的电池对时钟模块进行供电,以保证时间的准确性。2.2 系统框图 为了实现上述功能,列出系统框图,如图2.1:主机模块显示电路键盘控制掉电存储信号采集 里程、单价、总金额、状态等显示图2.1 系统框图2.3 系统的工作原理 通常计价器采用,在主机模块中预先已写入了有关程序和数据的信息,如基本距离、续程距离、候时时间的规定值,与收费标准规定相应的收费
17、价格值,不同出租条件下收费的变化比率,附加车费值计费方式等数据和与收费办法相应的车费计算与控制程序等,并且在计价器安装前已根据不同车型选定好K值。在工作过程中其主要的功能都是由单片机中的定时器/计数器来实现。本设计重点是设计主机模块,并将各个硬件的功能显示在选定的显示器上。其中硬件和显示部分是由主机模块控制,各种功能的显示由显示电路来完成。设计中选用时钟模块来保证基本的时间和日期显示的正确性,掉电存储来存储基础设置信息,显示电路作为基本的输出设备。在出租车转轴上加装传感器,以便获得“行驶里程信号”。利用单主机模块行计数,从而计算出里程及所需要的金额。然后传送给显示电路显示所有的信息。本系统可以
18、实现单价、里程及金额,并能对所有的基础数据进行设置。3 硬件系统设计3.1 主机模块主机主要是用来实现信号采集的处理、计算,以及控制显示、存储和实现按键功能的模块,它可以有两种选择方案:方案一 : 采用数字电路控制。将传感器输出的脉冲信号,经过放大整形作为移位寄存器的脉冲,实现计价,但是考虑到这种电路过于简单,性能不够稳定,而且不能调节单价,也不能根据天气调节计费标准,电路不够实用。方案二 : 采用单片机控制。利用单片机丰富的 I/O端口,及其控制的灵活性,实现基本的里程计价功能和价格调节、时钟显示功能。综合考虑采用方案二比较好。单片机可分为4位单片机、8位单片机、16位单片机、32位单片机。
19、在这里选择的是8位单片机89SC51。8051芯片的引脚分为三部分:I/O口线、控制口线盒电源及时钟。由于这里是通过轮胎转数计算里程及金额,所以需要计数。本设计在这里是通过中断INT1来计数的,当没接收到一个中断,自动在里程中增加19(常用出租车轮胎周长为1.9米,可以根据情况改变),利用Price = qibujia + (licheng*danjia)/10/1000) + jiange可以得出金额,通过LCD1602进行显示。单片机接口如图3.1图3.1 单片机接口图3.2 信号采集主要是通过传感器对采集车轴转数,通过主机模块进行计算,从而得出里程,金额等信息。通过对传感器的工作方法研究
20、发现,传感器A44E是比较符合此次设计的原理。霍尔传感器A44E工作原理,在输入端输入电压Vcc,经稳压器稳压后加载霍尔电视发生器两端,根据霍尔效应与昂立,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将会产生霍尔电势差Vh输出,该Vh信号经过放大器放大后送至施密特触发器整形,使其成为方波输送到OC门输出,当施加的磁场达到工作点(即)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(即)时,触发器输出低电压,三极管截止,是OC门输出高电压,这种状态为关。工作原理图如图3.2:图3.2 集成开关型
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