基于霍爾元件的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)

劉 蕾 ，李守奎 ，梁紀(jì)袖

（1.中國海洋大學(xué)，山東 青島 266100；2.濰坊科技學(xué)院，山東 濰坊 262700）

1 前言

本次設(shè)計(jì)主要完成以下功能：以單片機(jī)為中心、配以霍爾元件傳感器測距，實(shí)現(xiàn)對出租車計(jì)價(jià)統(tǒng)計(jì)，輸出采用8段數(shù)碼顯示管。本電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天、黑夜來調(diào)節(jié)單價(jià)。還可以利用按鍵來關(guān)閉顯示和切換白天和黑天計(jì)價(jià)方式。在切換過程中可以使用自動(dòng)切換，即由RTC功能，按照時(shí)間自動(dòng)切換。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

任何一個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)，首先要明確設(shè)計(jì)基本要求，即分析輸入信號(hào)、指令信號(hào)及根據(jù)指令和輸入信號(hào)來完成相應(yīng)的控制要求。出租車計(jì)價(jià)器系統(tǒng)，即按照具體的時(shí)段進(jìn)行計(jì)費(fèi)，設(shè)置起步價(jià)和單價(jià)，根據(jù)里程數(shù)的不同進(jìn)行判斷，并根據(jù)程序來計(jì)算總價(jià)，這只是大體的要求，設(shè)計(jì)中還要考慮其他的功能，比如單片機(jī)對指令系統(tǒng)的動(dòng)作、運(yùn)行的功耗，傳感器的靈敏度以及抗干擾性等等。根據(jù)系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)中要注意以下幾個(gè)基本問題：①主機(jī)電路可靠工作，具有檢測系統(tǒng)工作是否正常的功能；②單片機(jī)在檢測的時(shí)候考慮到運(yùn)行功耗問題；③白天、黑天切換；④有一定抗干擾性；⑤硬件設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)美觀。

本設(shè)計(jì)對系統(tǒng)硬件電路做了幾個(gè)部分的設(shè)計(jì)，其中包括系統(tǒng)核心電路、槽型光電耦合器檢測電路、撥碼開關(guān)電路、顯示電路、電源電路幾個(gè)部分。普通的51單片機(jī)一般識(shí)別低電平，所以霍爾元件檢測附著在車輪上的磁性物質(zhì)后相應(yīng)出的這個(gè)低電平正好可以被單片機(jī)識(shí)別，這樣形成高低脈沖，如果接在單片機(jī)的外部中斷，選擇電平觸發(fā)形式，那么低電平就觸發(fā)了一次外部中斷。通過對脈沖的次數(shù)計(jì)數(shù)，可以計(jì)算出里程數(shù)，并與起步價(jià)和單價(jià)結(jié)合運(yùn)算。

本設(shè)計(jì)中采用四位一體共陽極數(shù)碼管作為顯示電路主要元件，使用市面上常見的CPS05641AR共陽極四位一體數(shù)碼管，由于51單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力并不如AVR單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力，所以采用三極管的驅(qū)動(dòng)方式，為了使數(shù)碼管更加明亮，使用了NPN型三極管9012放大電路，單片機(jī)的I/O口連接到三極管的基極，當(dāng)?shù)玫揭粋€(gè)低電平后導(dǎo)通，使發(fā)光二極管的共陽極得電。

圖1 霍爾傳感器檢測電路

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

起步價(jià)的定義，根據(jù)二線城市的主要收費(fèi)標(biāo)注，本設(shè)計(jì)主要采用5元起步價(jià)等于3 km的初始化定義，然后根據(jù)白天或者黑天的單價(jià)來收費(fèi)，本設(shè)計(jì)中，白天單價(jià)為1.3元/km，夜間單價(jià)為2.0元/km。軟件設(shè)計(jì)中，要根據(jù)脈沖的數(shù)量計(jì)算3 km的是否達(dá)到，然后根據(jù)白天或夜間，單價(jià)在5元的基礎(chǔ)上累加，得出最后的價(jià)格。

圖2 主程序流程圖

4 結(jié)束語

現(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動(dòng)計(jì)價(jià)器，所以計(jì)價(jià)器技術(shù)的發(fā)展已成定局。而部分小城市尚未普及，但隨著城市建設(shè)的加快，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，計(jì)價(jià)器的普及也是毫無疑問的，所以未來汽車計(jì)價(jià)器的市場還是十分有潛力的。

1 楊書華、郭新華、鄭勝軍、林建秋.出租車計(jì)價(jià)器加密傳感器的設(shè)計(jì)[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（11）：1463～1465

2 肖鵬、陳偉民.一種新型多功能出租車計(jì)價(jià)器方案設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2000（3）：50～51