基于单片机的出租车计价器的设计毕业设计(论文)word格式.doc
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1、 毕 业 论 文 ( 设 计 )论文题目: 基于单片机的出租车计价器的设计 学生姓名: * 学号: * 指导教师: * 职称: 教授 院 系: 物理与电子信息工程学院 专业班级: * 二一二 年 五 月 十 日 摘 要 随着出租车行业的发展,出租车已经是城市交通的重要组成部分,出租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。而随着单片机性能不断提高而价格不断下降,单片机控制在越来越多的领域得以应用。本设计按
2、照传统的模式,在整个项目开发过程中,先根据控制系统要求设计原理图,PCB电路图绘制,电路板制作,元器件的焊接,然后进行软件编程,通过仿真器对系统硬件和软件调试,最后将调试成功的程序固化到单片机中。这一过程中的主要问题是,应用程序需要在硬件完成的情况下才能进行调试。本系统是由89C52单片机、数码管显示模块、计数脉冲发生器、及里程计算等模块组成。关键字:单片机 数码管 显示 计费 控制 Abstract with the development of the taxi industry, a taxi is an important part of urban transportation, t
3、axi drivers and passengers the message accounting device is both sides of the trading standards, it is an important symbol of development of the taxi trade, is the most important tool in a taxi. It was about trading the interests of both parties. Has good performance both for the message accounting
4、device taxi driver friend or passengers alike is very necessary. Therefore, the research is also very smart meter car has a application value. But along with single-chip microcomputer with improving performance and prices falling, SCM control in more and more field to the application. This design ac
5、cording to the traditional model, in the whole project development process, according to the control system requirements to design principle diagram, PCB draw circuit diagram, circuit board production, components of welding and software programming, through the simulation of the system hardware and
6、software debugging, will ultimately successful program to cure debugging in single chip microcomputer. This process is the main problem, application needs to finish in the hardware can debugging. This system is made of 89 C52 single chip computer, digital pipe display module, counting pulse generato
7、r, and mileage calculation module.KEY WORD digital pipe display billing control目 录绪论6第1章 计价器控制器的背景及方案的比较7 1.1 选题背景和意义7 1.2国内外研究现状、发展动态7 1.3研究的内容及可行性分析8 1.3.1研究的内容8 1.3.2可行性分析8 1.4系统整体的方案8 1.4.1 系统整体的方案选择8 1.4.2方案确定9 1.5 显示模块的方案9 1.5.1显示模块的方案选择9 1.5.2方案确定10第2章 出租车计价器的硬件构成11 2.1 硬件部分的原理图11 2.2硬件设计11 2
8、.2.1 单片机模块11 2.2.2 AT89S52单片机及其引脚说明12 2.3脉冲发生器模块15 2.4显示模块15第3章 出租车几家系统的软件设计17 3.1 系统主程序设计17 3.2 里程计算的设计18 3.3 显示程序的设计18第4章 系统调试19 4.1 使用的仪器仪表和工具19 4.2 调试方法 19第5章 致谢20参考文献21 附录22绪 论 随着出租车行业的发展,对出租车计费器的要求也越来越高。二十世纪后半期,随着集成电路和计算机技术的飞速发展,单片机技术也得到了飞速发展,基于单片机的出租车计费器不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题,而且其开发周期短、开发软件
9、投入少、芯片价格不断降低,特别是对小批量、多品种的产品需求,单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点,不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具,而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落,有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代,应用前景广阔。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年代开始出租车,但那时的计费系统大都是国外进
10、口不但不够准确,价格还十分昂贵。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,以及现在能够打发票和语音提示、按时间自主变价等功能。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。而本次设计的计价器是一种专用的计量仪器,它安装在出租汽车上,能连续累加,并指示出行程中任一时刻乘客应付费用的总数,其金额值是计程和计时时间的函数。出租车计价器在最初使用时具备的主要功能是根据行驶里程计价,要求精度高,可靠性好。出租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
11、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应用价值的。第1章 出租车计价器1.1 选题背景和意义 随着我国经济的迅速发展,人民生活水平的显著提高,城市的交通日趋完善,出租车计价器的应用也越来越广泛。虽然私家车的拥有量在大幅度地提高,但是出租车还是在我国的交通运输中承担着重要的角色,出租车计价器是出租车上必不可少的重要仪器,它是负责出租车营运收费的专用智能化仪表。用户不仅要求计价器性能稳定、计价准确而且对它的要求也越来越高。近年来,我国出租汽车行业迅猛发展,出租汽车已经成为我国城市公共交通的重要组成部分和现代化城市必备的基础设施,成为人们
12、工作、生活中不可缺少的交通工具。出租汽车服务行业和出租汽车计价器紧密相关,因为出租汽车必须安装出租汽车计价器才能投入营运。出租汽车计价器是一种能根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价,并直接显示车费值的计量器具。计价器是出租汽车的经营者和乘坐出租汽车的消费者之间用于公平贸易结算的工具,因而计价器计价准确与否,直接关系到经营者和消费者的经济利益。依据国家有关法律、法规,出租汽车计价器是列入国家首批强制检定的工作计量器具之一,也是近年来国家质量技术监督部门强化管理的六类重点计量器具之一。出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业,随着我国国民经济的高速发展,出租汽车已成为城市公共交通
13、的重要组成部分。多年来国内普遍使用的计价器只具备单一的计量功能。目前全世界的计价器中有90%为台湾所生产。现今我国生产计价器的企业有上百 家,主要是集中在北京,上海,沈阳和广州等地。在出租车是城市交通的重要组成部分,行业健康和发展也获得越来越多的关注。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。1.2国内外研究现状、发展动态出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业,随着我国国民经济的高速发展,出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分。多年来国内普
14、遍使用的计价器只具备单一的计量功能。目前全世界的计价器中有90%为台湾所生产。现今我国生产计价器的企业有上百家,主要是集中在北京,上海,沈阳和广州等地。 7我国的第一家生产计价器企业是重庆市起重机厂,最早的计价器全部采用机械齿轮结构,只能完成简单的计程功能,可以说早期的计价器就是一个里程表。随着科学技术的发展,产生了第二代计价器。它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式,实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还可以完成计价的工作。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
15、成计程,计价,显示等基本工作。单片机以及外围芯片的不断发展促进了计价器的发展。出租车计价器在最初使用时具备的主要功能是根据行驶里程计价,要求精度高,可靠性好。1.3研究的内容及可行性分析1.3.1研究的内容计价器显示的营运金额是营运里程与价格的函数(等候时间一般折算成一定比例的里程来计算)。出租车计价器通过传感器与行驶车辆连接。出租汽车的实际里程通过传感器的脉冲信号在计价器里折算成一定的计价营运里程。针对这一点我们来利用单片机作为控制核心,设计一款出租车计价器,具有计价显示、等待时间计价,公里数显示,时间显示等相关功能。1.3.2可行性分析 本设计采用AT89C51单片机为主控器,实现对出租车
16、的多功能的计价设计,并采用掉电存储单元AT24C02来实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息,输出采用8段数码显示管。本电路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,但同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便。1.4系统整体的方案1.4.1 系统整体的方案选择方案一:采用数字电路实现。首先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保准,电路也不够实用。方案二:用FPGA(可编程门阵列)实现:利用硬件描述语言编程,仿真调试后下载到可编程期间
17、上(CPLD)上实现。可以对计程车整个过程进行判断、处理。整个过程完全实现了自动化和智能化。方案三:采用单片机控制。以单片机为核心,设计上采用89S52单片机为主控器,利用单片机丰富的IO端口,及其控制的灵活性,实现基本的里程计价功能和价格选择功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能,而且还可以方便的对系统进行升级。1.4.2方案确定本电路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。单片机计算总价的公式为:总价=起步价+单价*(总里程-起步里程)。AT89C52作为一个单片微型计算系统,灵活性高,其强大的控制处理功能和可扩展功能为设计电路提供了
18、很好的选择。 通过比较以上三种方案,我们知道采用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机械开关,机械开关时间久了会造成接触不良,功能难以实现。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,有较大的活动空间,可以通过软件编程来完成更多的附加功能,方便对系统进行升级和功能扩展。所以我们采用第三方案,用AT89C52单片机实现出租车计价的功能。方案二:利用555产生脉冲计数来模拟实际车轮的转数。555电路来产生一个脉冲来模拟霍尔传感器输出的里程脉冲,选择P1.0口作为信号的
19、输入端,内部采用外部中断0,555脉冲产生电路输出一个脉冲信号直接加到IO口P3.2上(产生的频率F=1/T=1.414/(R1+2R2)C1),由单片机的内部算法对脉冲计数,通过计算将脉冲增加体现在金额和里程上。1.5 显示模块的方案1.5.1显示模块的方案选择方案一:采用LED数码管显示。七段LED数码管引脚图如下图: 图1 LED管脚配置图 LED显示块是由发光二极管显示字段的显示器件。在单片机应用系统中通常使用的是七段LED。这种显示块有共阴极和共阳极两种,如上图所示,共阴极LED显示块的发光二极管阴极共地,如图中所示,当某个发光二极管的阳极为高电平时,发光二极管点亮。共阳极LED显示
20、块的发光二极管阳极并接,当某个二极管的阴极为低电平时,该二极管点亮。方案二:采用液晶显示器显示。LCD的优点主要包括零辐射、低功耗、体积小、字符显示精确。但如果采用LCD 液晶显示,在距离屏幕1 m 之外就无法看清数据,而且在白天其对比度也不能够满足要求,因此必须采用高亮度LED 数码管显示。1.5.2方案确定 此次设计中需要显示时间、日期等简单字符,用LED即可满足要求,另外LCD比LED价位高。根据上述分析故选用方案一。第2章 出租车计价器的硬件构成本设计由软硬件相结合的方法,其中硬件设计主要包括单片机AT89S52、数据显示部件、模拟行驶路程单元、及计价单元的设计。在硬件设计过程中,充分
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