1、 本科毕业设计 (论文 ) 论文题目 出租车计费系统的设计 (英文 ) The Design of Taxi Billing System 所在学院 电子信息学院 专业班级 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 日 摘 要 随着出租车行业的发展，出租车已经是城市发展的重 要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，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很有应用价值的。 本设计采用 AT59S52 单片机为主控器 ,满足计程、计时、计费、存储等多种计量功能为一 体的出租车计价器的实用要求。采用
2、单片机作为主控模块，使用A44E 霍尔传感器测距， 7805 作为稳压电源，输出采用 8 段显示数码管，并用38译码器以及 74HC573 作数据锁存。 软件部分主要可分为系统主程序、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、计算程序、显示程序六大模块构成。 本课题通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，采用对比选择、模块独立、综合处理的研究方法，结合实际情况选出最优方案进行设计。 关键词： AT89S51；霍尔传感器；测速； 7805 Abstract With the development of the taxi industry, taxi has bee
3、n an important part of urban development, industry management, in order to reduce the disputes of the driver and passenger, with the good performance of the meter, the majority of taxi drivers have passengersare necessary.Therefore, the car meter is also a great application value. The subject use th
4、e AT89S51 MCU to control, To meet the needs of the meter, time, billing, storage and other measurement functions as one of the practical requirements of the taxi meter. Microcontroller as the main control module by using the Holzer A44E sensor as the speed module switch, L293N as a motor drive modul
5、e, the use of digital control as the display, and use 38 decoder and the 74HC573 data latch. Part of the software can be divided into the system main program, interrupt, timer count mileage counting interrupt service program, halfway to wait interrupt service program, program, display program of six
6、 modules. Through this project read a large number of related documents, and analysis of relevant information, the use of comparative selection, module independent, comprehensive treatment of research methods, selecting the best program with the actual situation of the design. Key words:AT89S51； Hol
7、zer A44E； Latches； Speed Measurement； 7805 目 录 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 1.1 研究背景和意义 . 1 1.2 本课题研究内容 . 1 2 方案论证及总体设计 . 错误 !未定义书签。 2.1 各模块方案的论证 . 3 2.1.1 控制器模块方案的论证 . 错误 !未定义书签。 2.1.2 车轮测速模块方案的论证 . 错误 !未定义书签。 2.1.3 显示模块方案的论证 . 错误 !未定义书签。 2.2 要实现的功能 . 4 2.3 基本原理和总体设计框图 . 5 3 硬件设计 . 6 3.1 单片机 AT89S52 主控单元 . 6
8、3.2 霍尔传感器检测单元 . 7 3.2.1 A44E 霍尔传感器 . 8 3.2.2 传感器测速原理 . 8 3.3 掉电存储单元的设计 . 9 3.3.1 AT24C02 芯片引脚说明 . 10 3.3.2 AT24C02 掉电存储单元的设计 . 10 3.4 电源稳压电路 . 11 3.5 按键单元的设计 . 12 3.6 数据显示 单元的设计 . 13 3.6.1 LED 数码管简介 3.6.2 LED 显示驱动芯片 . 15 3.6.3 显示电路的设计 . 15 4 软件设计 . 16 4.1 系统主程序模块 . 16 4.2 定时计数中断服务程序 . 18 4.3 里程计数中断服
9、务程序 . 18 4.4 中途等待中断服务程序 . 18 4.5 里程费用计算务程序 . 19 4.6 显示 程序 . 19 5 总结 . 20 致 谢 . 21 参考文献 . 22 附录 1 系统实物图 . 23 附录 2 系统原理图 . 24 附录 3 作品说明书 . 25 附录 4 系统源程序 . 26 1 绪论 1.1 设计背景和意义 近年来，我国出租车行业迅猛发展，出租汽车已经成为我国城市交通的重要组成部分，成为工作生活必不可少的交通工具。 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。由于关系着乘客和司机之间双方的利益，所以具有良好性能
10、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价值的。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，而部分小城市尚未完全普及。伴随着经济的发展，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，并且未来汽车计价器的市场是十分有潜力的。 目前， 全世界计价器中有 90%为台湾所生产，我国生产计价器的企业有上百家，主要集中在上海，北京，沈阳，广州等地。 市场上现有计价器虽然已经具有多项功能，但同时用户对出租车计费器的要求也越来越高，不仅要求计费器性能稳定，计费准确，有防作弊功能；同时还要求其
11、具有车票资料打印等功能 。 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。 随着电子技术的发展 ,同时 出租车计价器技术也在不断提高和进步 ,国内出租车计价器已经经历了四个阶段的发 展 ,从传统的全部由机械元器件组成的机械式 ,到半电子式即用电子线路代替部分机械元器件的出租车计价器 ,再从集成电路式到目前的单片机系统设计的出租车计价器 1。 出租车计价器这一专用计算器具必须经当地技监局所属的管理部门坚定认可，且出租车安装计价器整车鉴定合格后才能运营。 1.2 本课题研究内容 本课题所研究的出租车计费系统通
12、过安装在车轮上的传感器感知车辆速度，并将传感器的数据传到单片机，由单片机根据 设定的程序通过计算脉冲换算出行驶的公里数，得出里程和金额显示于数码管上 ,通过以下模块构成：测速模块、按键模块、掉电存储模块以及电源模块、电机驱动模块。测速模块采用 A44E 霍尔传感器，由于测速模块在接受时易受外界干扰，所以在输出端加一级比较可靠的抗干扰性。本设计的按键模块就使用普通键盘按键，对计费开始停止的控制显示模块式是用数码管对里程和金额的显示，电源模块使用 7805 做一个稳压电源2,单片机主控单元使用的是 AT89S52。 2 方案论证及总体设计 2.1 各模块方案的论证 2.1.1 控制器模块的论证 方
13、案一：利用大规模的数字逻辑器件来实现简单的出租车计费器功能，其原理是用计数器来实现对汽车车轮旋转时对按在车轮上的传感器产生的计数脉冲进行计数，通过计数值达到 50 次可认为近似 10 米（小车车轮的长度为 0.2米），用数字逻辑器件设计的电路很复杂，成本很高，没有什么实际应用的价值。所以不采用此方案。 方案二：采用可编程逻辑器件 CPLD 作为控制器。 CPLD 可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、 IO 资源丰富、易于进行功能扩展。采 用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也
14、不是非常高。且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案。 方案三：利用 AT89S52 单片机实现出租车计费器的设计，大部分的功能可以利用单片机来实现，这样可以使整个比较简单，而且成本也比较低，（使用单片机的外围电路比较简单），而且在时间和速度上的计算精度大，拓展功能也很方便。我们综合多方面考虑选择了此方案。 2.1.2 车轮测速模块模块的论证 方案一 ： 用光敏电阻组成光敏探测器。光 敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到车轮码盘的白色部分时，光线发射强烈，光线照射到车轮码盘的黑色部分时，光线发射较弱。因此光敏电阻在白色部分和黑色部分上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变
15、化值经过比较器就可以输出高低电平。此方案易受外界光线的干扰。所以建议不采取这个方案。 方案二： 采用霍尔传感器最为探测器件，霍尔传感器的两部分分别安装在车轮和固定电路板上，根据车轮转动时将变化的磁场强度转换为脉冲电信号，此方案能够使对车轮计数精确，工作稳定。根据系统的设计要求，选择了此方案。 2.1.3 显示模块的论证 方案一：用 LCD 液晶 1602 进行显示。 LCD 由于其显示清晰，显示内容丰富、清晰，显示信息量大，使用方便，显示快速而得到了广泛的应用。虽然 LCD 液晶能显示的内容很多，而且也能达到较好的人机交互界面。但是此设计只需显示数字，况且 LCD 液晶成本大，故放弃此方案。
16、方案二： 用 8 位 LED 数码管进行显示。数码管由于显示速度快，使用简单，显示效果简洁明了而得到了广泛应用。所以采用此方案。 2.2 要实现的功能 本课题要求设计一个简易的出租车计费系统，可采用玩具小车模拟出租车，车轮旋转一 圈，检测里程传感器自动发一个脉冲进行计数和定时，算出里程、速度和费用。起步价为 6元，里程为 2 公里；起步里程之后单价为 1.6 元 /公里。 用液晶实时显示总金额与总里程，最大值分别为 99.9 元与 99.9 公里 。 2.3 基本原理和 总体设计框图 计价器系统主要有五部分组成： A44E 霍尔传感器、 AT89S52 单片机、独立键盘、 AT24C01 和显
17、示数码管。 霍尔传感器安装在车轮上，主要检测汽车行进的公里数，并产生一系列相应的脉冲输出，脉冲送到单片机进行处理，单片机根据程序设定通过计算脉冲数换算出行驶公里数，再根据从 EEPROM 中读取的价格等相关数据进行金额的计算，计算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上。独立键盘可以控制最大金额和最大里程等相关数据，按下相应的按钮，产生信号交由单片机处理并实时显示出来，调节好的数据存储到 EEPROM 中，掉电后可以使调好的数据不丢失，下次得电后直接从 EEPROM 读到单片机。 本课题的总体设计框图如图 2-1所 示，由于能 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调节、时钟显示功能。本设计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。 图 2-1 总体设计框图 A44 霍尔传感器 脉冲输入 AT89S52 单片机 调整切换 计算输出 数码管动态显示 数据存取 AT24C01 独立键盘
