1、i本科毕业论文（20 届）出租车计费系统设计所在学院专业班级 电子信息科学与技术学生姓名指导教师完成日期ii目录摘 要 . .1Abstract. .2前 言. .3第一章 绪 论 .41.1 现今国内外出租车计费器的研究现状 .41.2 现今国内外出租车计费器的发展趋势 .41.3 本课题的研究目的以及意义 .5第二章 出租车计费器的设计方案 .62.1 出租车计费器的功能要求 .62.1.1 出租车计费器的基本功能 .62.1.2 出租车计费器的主要设计参数 .62.2 方案的选择 .6第三章 出租车系统的总体结构 .83.1 单片机最小系统 .83.1.1 电源供电模块 .93.1.2
2、复位电路 .103.1.3 振荡电路 .103.2 里程计算模块的设计 .113.2.1 里程计算、计价单元的设计 .113.3 显示模块设计 .123.4 语音模块的设计 .133.5 掉电存储电路的设计 .153.6 按键电路的设计 .163.7 时钟电路的设计 .163.7.1 DS1302 引脚简介 .163.7.2 时钟电路的设计 .17第四章 出租车计费器的模块设计 .184.1 模块组成 .184.2 主程序模块 .184.3 里程计数中断程序 .19ii4.4 定时中断服务程序 .204.5 中途等待服务程序 .214.6 显示服务子程序 .22第五章 系统调试 .245.1
3、软件调试 .245.2 硬件调试 .245.3 故障分析 .27第六章 结论 .28参考文献致谢附录1摘 要当今社会，出租车已经遍及大街小巷，而出租车计费器则是每辆出租车所必不可少的器件。所以出租车计费器技术的发展已经成为了定局，出租车计费器的市场也将会也很好的前景。计费器是出租车所不可缺少的重要部分呢，它关系着出租车司机和乘客双方之间的利益。所以说，一个性价比优良的计费器对于出租车司机朋友和乘客来说都是非常有必要的。但是现今阶段的出租车计费器的功能往往很难满足司机和乘客的需求。这次的设计是要求设计一个出租车计费系统。重点要求是要设计出更为实用的出租车计费器，并且需要最后所得到的成品更加接近商
4、品。这次所设计的出租车计费系统是以 STC89C52 单片机为中心，采用 A44E 霍尔传感器来模拟轮胎旋转，计算转数，从而来说实现出租车里程的测量，并且最终计算出里程结果。这次设计还采用了掉电存储芯片 AT24C02 来使系统在掉电的情况下能够对单价、里程等信息来进行存储。在人机交换界面所采用的是 LCD1602 液晶屏显示，并且还添加了语音芯片能够对所产生的结果进行语音播报。本次设计所得到的出租车计费器不仅能够实现以往出租车所拥有的计价功能，同时还能够实现白天黑夜交替计价模式，自动处理等待、换乘等多种功能。关键词：STC89C52 单片机，A44E 霍尔传感器，AT24C02，LCD160
5、22ABSTRACTIn todays society, taxi has been throughout the streets, and the taximeter is essential for every taxi device. So the development of the taximeter technology has become a foregone conclusion, the taximeter market also will be also very good prospects. Message is an important part of taxi i
6、s indispensable, its relationship with the interests of the taxi drivers and passengers between the two parties. So, a cost-effective excellent piece for passengers and taxi driver friends are very necessary. But today the function of the phase of the taximeter it is often difficult to meet the need
7、s of drivers and passengers.This design is required to design a taxi billing system. The key requirement is to design a more practical taximeter, and the resulting need to finished product is more close to the goods. This design by taxi billing system based on STC89C52 as the center, A44E hall senso
8、r is used to simulate the tire rotation, calculation of revolution, so as to realize the taxi mileage measurement, and finally calculate the mileage of the result. This design also USES power lost memory chip AT24C02 to make system in electric power to the unit price, mileage and other information f
9、or storage. In the man-machine interface is adopted by the exchange LCD1602 display, and also added the effects of the voice chip to speech. This design for the taximeter can not only realize the taxi have valuation function, at the same time also can realize the day and night alternate pricing mode
10、, automatic processing waiting, transfer and other functions.Keywords: single-chip STC89C52; Hall sensor A44E;AT24C02;LCD1602 3前言随着社会日新月异的发展，出租车在我们生活中正扮演着越来越重要的角色，经济的快速发展，交通发展的脚步越来越快。人们对出租车的需求也越来越大，但是出租车的计费器却依然延续着老一套的设备，出租车计费器的更新已经势在必行。随着智能化的发展，传统的出租车计费系统已经无法满足出租车司机以及乘客们的需求，所以我们需要更新出更为方便，功能更加全面的出租车计
11、费器来代替老一套的设备。新一代的出租车计费器不仅要包含以前的各种功能，更要能够在原有的基础上进行改进，要能够增加出对各种突发情况进行处理的能力。在这一方面，迅速发展的单片机领域刚好能够满足这些需求，因此，使用单片机等智能芯片来对出租车计费器进行重新设计已经成为一种必然趋势。所以，这一次的设计要求利用单片机来设计出包含多种功能的出租车计费器，使用智能芯片来进行本次设计能够实现更多的功能。全文共分为五大章的内容，第一章主要介绍课题的研究意义，研究现状和所要完成的任务。第二章是总体方案的选择和设计，包括传感器的选择，单片机的选择和显示屏的选择。第三章是对硬件电路的设计介绍，包含对控制器模块，传感器模
12、块，液晶显示模块，继电器模块和阈值调节模块这五个模块的介绍。第四章程序设计，包括软件实施流程图和程序介绍。第五章是系统的调试与测试。4第一章 绪 论出租车计费器是出租车上最重要的组成部分，它是出租车进行运营收费时所专用的智能化仪表。当今社会，电子信息技术正迅速发展，而出租车计费器技术也随此在进行中不断地进步和发展。现今国内的出租车计费器已经经历了 4 次发展阶段。最初阶段的出租车计费器是全部由机械元器件所组成的的机械式，第二阶段电子线路逐渐取代了部分机械元器件，出现了半电子式的计费器，第三阶段的集成电路式以及现今的第四阶段的单片机系统所涉及的出租车计费器。乘客所最关心的出租车计费器问题是它是否
13、能够准确的计费，而司机所关注的问题则是它的运营数据的管理是否方便。因此，这次设计我想设计出一款既能准确计费又方便数据管理的计费器。本次设计以 STC89S52 单片机为核心设计了一款多功能的出租车计费器。这款设计能够实现通过时间和里程来综合计算乘车费用，能够显示出时间、单价、里程、总费用等多项相关信息。它具有很好的稳定性，同时也比市场上其他计费器更为方便，功能也更加全面。1.1 现今国内外出租车计费器的研究现状出租车行业最早出现在我国是在上个世纪八十年代，而随着经济的发展，出租车也已经成为了我国城市交通的重要组成部分之一。然而多年了国内出租车所采用的计费器都相当老套，仅仅具有单一的计量功能。目
14、前全世界的出租车计费器中，有 90%的产自台湾。我国目前也有上百家生产计费器的企业，这些企业主要集中在北京、广州和上海等地区。除了起初的机械式计费器，随着电子技术的发展，人们渐渐发明了第二代的计费器，也就是采用手摇计算机和机械结构相结合的半电子式计费器，这一代的计费器实现了半机械半电子化，它在计程的同时还能够完成计价的工作。接下来的第三代全电子式计费器是随着大规模集成电路的发展所产生的。它的功能也更加的完善。然而第三代发展不久就不迎来了单片机技术的迅猛发展，单片机也被应用于各个领域，而当单片机应用于计费器后，现代出租车计费器就已经初具雏形了，单片机式计费器可以实现计程、计价以及显示等多种基本工
15、作。而随着单片机以及外围芯片的不断发展的同时，也在不断地促进着计费器的发展。1.2 现今国内外出租车计费器的发展趋势5随着单片机技术的迅速发展，其在现代科技中的地位也更为重要。单片机逐渐应用于各种电子领域。单片机的性能越来越好，价格却越来越低，因此单片机的应用更为广泛。单片机以及其外围芯片的不断发展，使得出租车计费器的功能也更为的强大，性能也更加的稳定。随着电子技术的不断发展，出租车计费器也得到了不断地改进和完善，计费器也产生了诸多的附加功能，例如：（1）永久时钟功能，在出租车非营运时间，一个简单的时钟功能能够提醒你时间；（2）LCD 显示功能。LCD 液晶屏的普遍，使得计费器能够同时显示多项
16、运营数据，让乘客更加放心。（3）存储功能。记忆芯片的应用，使得计费器在掉电的情况下运营数据依旧可以保持 10 年，方便日后调查。1.3 本课题的研究目的以及意义如今，我国的经济发展的越来越快，人们的生活水平也已经得到了显著的提高，城市的交通也更为繁忙，因此，出租车得到了更为广泛的应用，出租车计费器作为出租车上最重要的仪器，是必不可少的。作为出租车运营收费所专用的智能化仪表。计费器不仅要求要性能稳定，计价准确，对于其它方面的要求也越来越多。随着出租车迅速发展的这些年来，它在城市交通中的地位越来越重要，它是现代化城市中所必不可少的基础设施之一，是人们日常生活以及工作中不可缺少的交通工具。而计费器行
17、业与出租车服务行业是紧密相连的，因为只有装备了计费器之后出租车才能正式投入运行。 出租车计费器作为出租车上的计量工具。它可以根据出租车所行驶的总里程以及中途等待的时间来计算出费用并直接显示在 LED 屏幕上。计费器是出租车司机和乘客直接用于公平贸易的重要工具，因此，计费器计价是否准确，直接关系到司机以及乘客的自身利益。出租车计费器是乘客与司机之间能够得到公平交易的保障，是出租车上所最重要的器具，影响着乘客和司机双方的利益。因此，性能更加良好的计费器更能得到广大司机和乘客们的亲睐。而研发更优秀实用的计费器是很有发展前景的。6第二章 出租车计费器的设计方案2.1 出租车计费器的功能要求本设计的要求
18、是利用单片机来设计出租车计费系统，而出租车计费系统的设计必须要先了解这次课题对出租车计费系统的基本功能要求以及基本的设计参数。2.1.1 出租车计费器的基本功能本次课题所需要实现的功能有：数据复位、计时计程计价、数据输出、语音播报各项数据信息、掉电存储等。2.1.2 出租车计费器的主要设计参数本次课题计要求如下：设计出一个出租车计费器，要求能够完成计费功能，并能模拟汽车的启动、停止、暂停状态。并要求能够在 LED 屏上显示数据结果。（1）计费功能计费按里程收费。设定起步价为 5.0 元。3 公里以内，按起步价收费；超出 3 公里的部分，按 1.0 元/km 计费；若中途需要等待，等待时间若超过
19、 5 分钟，则按 1.0 元/min 计费。（2）显示功能要求能够在 LED 显示屏上显示出里程、等待时间、总费用等数据。2.2 方案的选择因为本次课题是基于单片机系统的出租车计费系统的设计。因此，本次设计最重要的选择是对单片机芯片的选择。本次设计我更倾向于选择 STC89C52 单片机，因为我觉得这款单片机的性能更加优越，它是 AT89C51 的升级产品，性能更加优越，但是价格却没什么差别，甚至有的时候STC89C52 的价格会更低。这款芯片还添加了系统编程即 ISP 功能，这是它最显著的特点，因为这个功能，STC89C52 不再需要依靠哪些专用的软件进行编程。这样使得这款芯片7应用的更加方便，不再需要通过吧芯片从电路板上拆来拆去来改写单片机内的程序。且这款芯片从引脚到结构都兼容标准的 8051 芯片。选择 STC89C52 单片机能够更加有效合理的完成本次设计。因为 AT 系列芯片的应用很广泛，我们对它的使用也更为熟练。本次设计选择这款单片机能够有效完成所需要的功能，性能优越下载程序方便具有较高的性价比。所以，本次设计最终所选择的主要芯片为 STC89C52 单片机，设计流程图如图 2-1所示。开始系统初始化按键扫描判断标志位 f l a t显示计费界面显示时钟界面出租车计费处理函数时钟处理函数F l g a = 0F l g a = 1图 2-1 设计流程图
