基于单片机的多功能出租车计价器设计
出租车计价器概述
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。目前市场上出租车计价器功能主要有具有数据的复位功能、白天/晚上转换功能、数据输出功能、计时计价功能等等,但能够进行语音播报数据信息的出租车计价器还是比较少见的,针对这一点我们来设计一款多功能出租车计价器,在原有功能的基础上增加单价输出、单价调整、路程输出、显示当前的系统时间、语音播报数据信息等功能。
基本要求
1、不同情况具有不同的收费标准。
美女车模特A、白天汽车价格计算
B、晚上
C、途中等待(>10min 开始收费)
2、能进行手动修改单价。
3、具有数据的复位功能。
4、IO 口分配的简易要求。
A、距离检测使用霍尔开关A44E
B、白天/晚上收费标准的转换开关
C、数据的清零开关
D、单价的调整(最好使用+和-按键)
赛博tank3005、数据输出(采用LCM103)。
A、单价输出 2 位
B、路程输出 2 位
C、总金额输出 3 位
6、按键。
A、启动计时开关
申蓉B、数据复位(清零)
C、白天/晚上转换
系统主要功能
本设计所设计的出租车计价器的主要功能有:数据的复位、白天/晚上转换、数据输出、计时计价、单价输出及调整、路程输出、语音播报数据信息、实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息等功能。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,同时在不计价的时候还能作为时钟为司机提供方便。
计价器硬件设计
硬件设计主要包括单片机AT89S51、数据显示部件、A44E霍尔传感器电路、AT24C02存储单元设计、里程计算及计价单元的设计。在硬件设计过程中,充分利用各部件的功能,实现多功能的出租车计价器设计。
系统的硬件构成及功能
计价器的单片机控制方案图如下图所示。它由以下几个部件组成:单片机AT89S51、总金额及单价显示部件、键盘控制部件,AT24C02 掉电存储控制、里程计算单元、串中显示驱动电路等。
单片机控制方案图
系统的硬件构成框图
论坛里程计算、计价单元的设计
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5所示。
传感器测距示意图
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 集成霍耳开关由稳压器A、霍耳电势发生器(即硅霍耳片)B、差分放大器C、施密特触发器D 和OC 门输出E 五个基本部分组成。
在输入端输入电压,经稳压器稳压后加在霍耳电势发生器的两端,根据霍耳效应原理,当霍耳片处在磁场中时,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耳电势差H V 输出,该H V 信号经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OP B )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rP B )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,使霍耳开关完成了一次开关动作。
我们选择了P3.2 口作为信号的输入端,内部采用外部中断0(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。
数据显示单元设计
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,如下图所示:
6 位LED数码管的分屏显示
数据的分屏的显示是通过按键S1 来实现切换的,如图7 所示。
在出租车不走的时候,按下S1,可以实现数据的分屏显示;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S1 切换到里程和单价显示屏,供客户查询。显示电路的电路原理图如下图所示。
惠州市交通违章查询S1切换显示屏
系统的软件设计
本系统的软件设计主要可分为主程序模块、定时计数中断程序、里程计数中断服务程序、中途等待中断服务程序、显示子程序服务程序、键盘服务程序六大模块。下面对各部分模块作介绍。
系统主程序设计
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。当按下S1时,