单片机的出租车计价器设计(附件)
摘 要伴随着出租车行业的日益壮大，它已经成为了城市中不可缺少的一部分，为了加强对出租车行业管理，去减少客户和司机的不信任，引发的纠纷，开发出一款准确适用的计价器是十分重要的。如果采用模电和数电设计计价器，那就会有很多个电路，太过于复杂。可通过单片机进行控制，功能将十分强大，很容易实现设计，能够通过编程即可完成很多功能。本文通过时钟芯片DS1302实现了计时的功能，大部分的计时器都使用此芯片，因为它在掉电的情况下，再次上电不用调节时间的功能。存储芯片通过AT24C02进行存储数据，来将计费功能得以实现。即使掉电，也不会导致计费数据的丢失，安全可靠。利用LCD1602显示时间，价钱等各方面数据信息。本设计汽车运行的发动机是通过直流电机进行模拟，通过霍尔元件进行测速，在没有乘客的情况下，汽车只显示当前的时间，我们可以通过按键对时间进行调整。在有乘客的情况下，通过调节电位器进行控制电机，车速较低，或者停止运行的时候，自动切换到低速运行模式，按照时间进行取费，通过按键能够对计费进行收费修改，能够自动识别白天或者夜晚，进而切换取费标准。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2国内外研究现状及发展现状 1
1.3本课题的研究内容 2
2 系统总体设计方案 3
2.1系统的结构设计 3
2.2系统的主要功能 3
3 系统硬件电路设计 5
3.1单片机介绍 5
3.1.1单片机时钟电路的设计 8
3.1.2单片机的复位电路的设计 9
3.1.3单片机最小系统 9
3.2显示电路设计 10
3.3键盘电路设计 10
3.3.1独立式键盘工作原理 11
3.3.2键盘电路设计 11
3.4 时钟电路 12
3.4.1 DS1302性能简介 12
3.4.2 DS1302接口电路设计 12
3.5 存储电路 14
3.6电源电路 15
3.7电机电路 16
3.8测速电路 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
/> 4系统软件设计 18
4.1 编程软件Keil C51 18
4.2系统流程图 18
4.2.1中断子程序 20
4.2.2判键子程序 20
4.2.3 显示子程序 21
5 软、硬件联调 23
5.1软件仿真 23
5.2硬件调试 24
5.3软硬件联调 24
5.4结果分析 25
6 总 结 26
参考文献 27
致 谢 28
附 录 30
附A1:系统原理图 30
附A2:系统程序 30
1 绪论
1.1 研究背景
在70年代的时候，我国就已经有了出租车这一行业，可是在那个年代，计费系统很多都是从外国进口来的，价格十分高昂，并且计价不准确。自改革开放以来，我国经济不断发展，带动了出租车行业发展突飞猛进。国内各大厂商也开始研发国产计价器，开始推动自己的计价器。出租车最开始的功能只是显示路程，价格都是由司机自己决定，然后自主计费[1]。现在的计价器可以通过语音提示，并且通过打印发票，按照白天和黑天时段，自主变更单价等功能。随着城市化的不断发展和旅游业的扩张，出租车行业已经成为一个城市不可缺少的一部分，也为一个城市提供了很大的便利条件。
出租车计价器传统的机械元器件构成的机械式计价器，慢慢演变成用电子线路替代了一部分机械元器件的半电子式计价器。随后又发展为集成电路计价器，目前已经达到采用单片机系统的出租车计价器。在乘客搭乘出租车的时候，最关心的问题就是出租车计价器计费是否能够准确无误，司机是否有作弊情况。但是司机却只关心计价器数据能够简单方便。所以设计出一个无法作弊，有便捷的出租车计价器是非常重要的[2]。
在多数的大中城市中，出租车这个行业已经非常普及，并且都搭载了自动计价器。这样计价器的发展已经限定在一个区域内。很多小城市发展缓慢，出租车还未完全出现计价器，但是随着社会的不断发展，以及计价器的技术上的进步，最终会在小城市普及并且进一步发展。
1.2国内外研究现状及发展现状
在八十年代初期，在我国兴起了出租车行业，这也是一项新兴产业。随着我国改革开发的不断深入，国民经济高速发展，出租车成为各大城市交通的重要组成部分。多年以来，国内大多数都只是使用计量功能单一的计价器，不只是我国，乃至全世界90%为台湾所生产。我国企业发展迅速，不断创新，现如今，已经有上百家生产计价器的厂家，大部分集中于北上广等一线城市中[3]。
科学的迅猛发展，第二代计价器产生了。它实现了半机械化半电子化，主要是通过机械结构和手控计算机相结合的方法。这样不仅能计算里程，还能完成计价的功能。在功能上，提高了很大一步。
第三代出租车计价器的产生是基于大规模集成电路的出现与发展。?出租车计价器的功能不断完善。单片机的出现与发展，很多企业将单片机应用于出租车计价器之中，这就形成了新一代计价器的定型[4]。现代计价器能够实现计价、计程和显示等基本的功能。单片机及其外围电路的发展进一步促进了出租车计价器的发展。对出租车计价器行驶里程计量的精度和可靠性等要求的不断提高，也使得发展不断加快。
1.3本课题的研究内容
基于单片机的出租车计价器系统主要分为六个模块，分别为单片机控制模块、按键模块、存储模块、显示模块、计时模块和车速检测模块。本系统通过STC89C52单片机作为主控芯片，结合了单片机最小系统和外围电路对整个系统进行控制。
本文通过时钟芯片DS1302实现了计时的功能，大部分的计时器都使用此芯片，因为它在掉电的情况下，再次上电不用调节时间的功能。存储芯片通过AT24C02进行存储数据，来将计费功能得以实现。即使掉电，也不会导致计费数据的丢失，安全可靠。利用LCD1602显示时间，价钱等各方面数据信息。本设计汽车运行的发动机是通过直流电机进行模拟，通过霍尔元件进行测速，在没有乘客的情况下，汽车只显示当前的时间，我们可以通过按键对时间进行调整。在有乘客的情况下，通过调节电位器进行控制电机，车速较低，或者停止运行的时候，自动切换到低速运行模式，按照时间进行取费，通过按键能够对计费进行收费修改，能够自动识别白天或者夜晚，进而切换取费标准。
2 系统总体设计方案
2.1系统的结构设计
基于单片机的出租车计价器系统的结构框图如下图2.1所示。
图2.1出租车计价器主结构图
(1)单片机控制电路。在单片机最小系统中，它的周围电路是不可缺少的，如电源、时钟复位电路。
(2)LCD显示电路。单片机通过控制LCD显示电路实时显示，达成对系统工作模式与频率的实时显示。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2国内外研究现状及发展现状 1
1.3本课题的研究内容 2
2 系统总体设计方案 3
2.1系统的结构设计 3
2.2系统的主要功能 3
3 系统硬件电路设计 5
3.1单片机介绍 5
3.1.1单片机时钟电路的设计 8
3.1.2单片机的复位电路的设计 9
3.1.3单片机最小系统 9
3.2显示电路设计 10
3.3键盘电路设计 10
3.3.1独立式键盘工作原理 11
3.3.2键盘电路设计 11
3.4 时钟电路 12
3.4.1 DS1302性能简介 12
3.4.2 DS1302接口电路设计 12
3.5 存储电路 14
3.6电源电路 15
3.7电机电路 16
3.8测速电路 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
/> 4系统软件设计 18
4.1 编程软件Keil C51 18
4.2系统流程图 18
4.2.1中断子程序 20
4.2.2判键子程序 20
4.2.3 显示子程序 21
5 软、硬件联调 23
5.1软件仿真 23
5.2硬件调试 24
5.3软硬件联调 24
5.4结果分析 25
6 总 结 26
参考文献 27
致 谢 28
附 录 30
附A1:系统原理图 30
附A2:系统程序 30
1 绪论
1.1 研究背景
在70年代的时候，我国就已经有了出租车这一行业，可是在那个年代，计费系统很多都是从外国进口来的，价格十分高昂，并且计价不准确。自改革开放以来，我国经济不断发展，带动了出租车行业发展突飞猛进。国内各大厂商也开始研发国产计价器，开始推动自己的计价器。出租车最开始的功能只是显示路程，价格都是由司机自己决定，然后自主计费[1]。现在的计价器可以通过语音提示，并且通过打印发票，按照白天和黑天时段，自主变更单价等功能。随着城市化的不断发展和旅游业的扩张，出租车行业已经成为一个城市不可缺少的一部分，也为一个城市提供了很大的便利条件。
出租车计价器传统的机械元器件构成的机械式计价器，慢慢演变成用电子线路替代了一部分机械元器件的半电子式计价器。随后又发展为集成电路计价器，目前已经达到采用单片机系统的出租车计价器。在乘客搭乘出租车的时候，最关心的问题就是出租车计价器计费是否能够准确无误，司机是否有作弊情况。但是司机却只关心计价器数据能够简单方便。所以设计出一个无法作弊，有便捷的出租车计价器是非常重要的[2]。
在多数的大中城市中，出租车这个行业已经非常普及，并且都搭载了自动计价器。这样计价器的发展已经限定在一个区域内。很多小城市发展缓慢，出租车还未完全出现计价器，但是随着社会的不断发展，以及计价器的技术上的进步，最终会在小城市普及并且进一步发展。
1.2国内外研究现状及发展现状
在八十年代初期，在我国兴起了出租车行业，这也是一项新兴产业。随着我国改革开发的不断深入，国民经济高速发展，出租车成为各大城市交通的重要组成部分。多年以来，国内大多数都只是使用计量功能单一的计价器，不只是我国，乃至全世界90%为台湾所生产。我国企业发展迅速，不断创新，现如今，已经有上百家生产计价器的厂家，大部分集中于北上广等一线城市中[3]。
科学的迅猛发展，第二代计价器产生了。它实现了半机械化半电子化，主要是通过机械结构和手控计算机相结合的方法。这样不仅能计算里程，还能完成计价的功能。在功能上，提高了很大一步。
第三代出租车计价器的产生是基于大规模集成电路的出现与发展。?出租车计价器的功能不断完善。单片机的出现与发展，很多企业将单片机应用于出租车计价器之中，这就形成了新一代计价器的定型[4]。现代计价器能够实现计价、计程和显示等基本的功能。单片机及其外围电路的发展进一步促进了出租车计价器的发展。对出租车计价器行驶里程计量的精度和可靠性等要求的不断提高，也使得发展不断加快。
1.3本课题的研究内容
基于单片机的出租车计价器系统主要分为六个模块，分别为单片机控制模块、按键模块、存储模块、显示模块、计时模块和车速检测模块。本系统通过STC89C52单片机作为主控芯片，结合了单片机最小系统和外围电路对整个系统进行控制。
本文通过时钟芯片DS1302实现了计时的功能，大部分的计时器都使用此芯片，因为它在掉电的情况下，再次上电不用调节时间的功能。存储芯片通过AT24C02进行存储数据，来将计费功能得以实现。即使掉电，也不会导致计费数据的丢失，安全可靠。利用LCD1602显示时间，价钱等各方面数据信息。本设计汽车运行的发动机是通过直流电机进行模拟，通过霍尔元件进行测速，在没有乘客的情况下，汽车只显示当前的时间，我们可以通过按键对时间进行调整。在有乘客的情况下，通过调节电位器进行控制电机，车速较低，或者停止运行的时候，自动切换到低速运行模式，按照时间进行取费，通过按键能够对计费进行收费修改，能够自动识别白天或者夜晚，进而切换取费标准。
2 系统总体设计方案
2.1系统的结构设计
基于单片机的出租车计价器系统的结构框图如下图2.1所示。
图2.1出租车计价器主结构图
(1)单片机控制电路。在单片机最小系统中，它的周围电路是不可缺少的，如电源、时钟复位电路。
(2)LCD显示电路。单片机通过控制LCD显示电路实时显示，达成对系统工作模式与频率的实时显示。
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