一種新型出租車計(jì)價器的設(shè)計(jì)

史榮珍 周獻(xiàn)中

摘要：以AT89C52單片機(jī)為控制核心的新型出租車計(jì)價器實(shí)現(xiàn)了自動計(jì)費(fèi)，上電后顯示當(dāng)前時間及日期，亦可顯示公里數(shù)、總價及等待時間。此外，還可以通過按鍵模塊來設(shè)置計(jì)價器的起步價，白天與晚上每公里的單價，時間和日期等功能。并通過Proteus軟件實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的模擬仿真，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性與實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：出租車計(jì)價器;單片機(jī);LCD液晶顯示;Proteus軟件

中圖分類號：TB391? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）31-0083-02

出租車計(jì)價器的功能從一開始的只是顯示路程，要求司機(jī)自己定價，到后來的能夠自主計(jì)費(fèi)，有了質(zhì)的飛躍?，F(xiàn)在各大中城市出租車與滴滴快車等行業(yè)已經(jīng)普及自動計(jì)價器，所以計(jì)價器技術(shù)的發(fā)展已成定局[1-3]。傳統(tǒng)的出租車計(jì)價器存在測量里程不精量，計(jì)算總價不精確等問題，而且操作起來比較煩瑣，有些沒法自主設(shè)置單價，起步價以及白天和晚上的單價不同。文中設(shè)計(jì)的新型出租車計(jì)價器，可以進(jìn)行起步價和每公里單價以及夜間單價的設(shè)定，并能顯示乘車過程中因堵車造成的等待時間及最后的乘車總價。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

該計(jì)價系統(tǒng)由AT89C52芯片作為設(shè)計(jì)的核心，利用霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)對路程的測量，采用AT24C02存儲芯片保存起步價，單價和總價等相關(guān)信息，采用LCD液晶顯示器顯示時間、單價、路程和總金額。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖由圖1所示。

2 系統(tǒng)主要硬件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)以AT89C52作為核心芯片，構(gòu)成最小相位系統(tǒng)[4]。AT89C52是一種低電位、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K系統(tǒng)可反復(fù)擦寫的Flash存儲器，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)[5-6]。該單片機(jī)具有良好的性能及抗干擾能力，而且編程和燒錄程序也比較方便。故選用該單片機(jī)既能滿足設(shè)計(jì)需求又能節(jié)約成本。

2.1 路程檢測電路

在出租車行駛過程中，利用霍爾傳感器檢測路程，假設(shè)車輪每轉(zhuǎn)一圈，周長約為1m，傳感器則會輸出一個標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號送入單片機(jī)P3.2引腳，利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)功能完成100次的計(jì)數(shù)后所測量的路程為0.1Km。當(dāng)出租車處于計(jì)費(fèi)模式時，設(shè)置外部中斷處于打開狀態(tài)，開始根據(jù)里程信號計(jì)算公里數(shù)。每0.1Km顯示屏上的路程數(shù)據(jù)更新一次，每增加1Km計(jì)費(fèi)變化一次。

2.2 按鍵輸入電路

采用獨(dú)立式鍵盤，設(shè)5個按鍵分別占用P1.0—P1.4共5個I/O口，每個按鍵電路相對獨(dú)立。電路上電后，每個I/O口處于高電平，當(dāng)鍵按下時，I/O口處于低電平，釋放按鍵后，又變回高電平。如下文圖3所示，按鍵1為計(jì)價開始/結(jié)束鍵，按鍵2為等待開始/結(jié)束鍵，按鍵3為設(shè)置按鍵，通過不同按鍵實(shí)現(xiàn)對起步價，每公里計(jì)費(fèi)單價，等待時間計(jì)費(fèi)單價等重新設(shè)置，通過加值鍵和減值鍵實(shí)現(xiàn)對價格的增減。

2.3 LCD顯示器

采用LCD1602液晶顯示器顯示時間、路程和價格等信息。該液晶顯示器是字符型液晶，并且?guī)ё址麕欤@示容量為16×2個字符，最佳工作電壓為5V，字符尺寸為2.95×4.35（W×H）mm[7]。如圖3電路圖所示，液晶顯示器連接了RW1電位器，若發(fā)現(xiàn)液晶不亮，可調(diào)節(jié)此電位器來改變液晶的亮度。

2.4 時間模塊和存儲模塊

時鐘電路采用DS1302實(shí)現(xiàn)時間的顯示。出租車計(jì)價過程中，晚上和白天的資費(fèi)是不一樣的，所以要增加時鐘顯示功能，以此判斷是白天還是夜晚。計(jì)價過程中，起步價，每公里單價，等待時間、總價等信息均保存在AT24C02存儲芯片中。出租車運(yùn)行時，單片機(jī)從時鐘芯片DS1302讀取時間信息，根據(jù)當(dāng)前時間判斷是白天還是晚上，再從AT24C02讀取起步價，單價等資費(fèi)數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

該計(jì)價器系統(tǒng)使用Keil軟件采用C語言進(jìn)行編程。主程序流程圖如圖2所示，首先對定時器及液晶顯示器進(jìn)行初始化，再根據(jù)所按按鍵，進(jìn)入其對應(yīng)的程序，然后進(jìn)行車費(fèi)計(jì)算和存儲處理，最后在液晶顯示屏上顯示。此外按下設(shè)置鍵時，可通過加值鍵和減值鍵分別設(shè)置起步價、白天和晚上的每公里單價等信息。

4 系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析

使用Proteus軟件繪制電路圖，并將C語言編好的程序下載至AT89C52單片機(jī)中，利用Proteus和Keil聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)動態(tài)仿真。該出租車計(jì)價器，可根據(jù)某城市設(shè)置對應(yīng)的起步價，此計(jì)價器起步價已設(shè)為11元，里程為3公里，超過3公里后2.4元/公里開始計(jì)價，當(dāng)時間為22：00至次日7：00的時間段，每公里的單價比白天增加50%，液晶屏上能實(shí)時顯示時間、總價和里程數(shù)。仿真結(jié)果如圖3所示，LCD屏上顯示時間是11點(diǎn)47分34秒，路程是1.2Km，總價是11元。

按照文中電路仿真圖，還進(jìn)行了電路板的焊制，并將調(diào)試好的程序下載至電路板的單片機(jī)中，所得的實(shí)物運(yùn)行結(jié)果和仿真結(jié)果完全一致，從而驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。

5 結(jié)束語

該新型出租車計(jì)價器采用AT89C52單片機(jī)為控制器，通過Proteus軟件實(shí)現(xiàn)了動態(tài)仿真，在LCD液晶顯示屏上實(shí)現(xiàn)時間、里程和總價的顯示。另外通過單獨(dú)按鍵模塊可以實(shí)現(xiàn)出租車當(dāng)前時間、起步價、單價、等待時間等信息的設(shè)置與顯示，簡單方便，達(dá)到了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周永超，李志廣. 液晶顯示出租車計(jì)價器設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代顯示，2012（142）： 29-33.

[2] 翟敏煥. 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價器設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2014（1）：64-67.

[3] 楊世品， 陳林. 基于Proteus的單片機(jī)出租車計(jì)價器的設(shè)計(jì)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息，2007，23（3）：106-108.

[4] 黃英. 單片機(jī)工程應(yīng)用技術(shù)[M]. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2011：9-12.

[5] 李廣第，朱月秀，冷祖祁. 單片機(jī)基礎(chǔ)[M].3版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007：23-25.

[6] 楊中興，王文魁. 單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用[M]. 北京： 北京理工大學(xué)出版社， 2017.

[7] 周潤景，張麗娜. 基于PROTEUS的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[M]. 北京：北京航空航天出版社， 2006： 28-45.