基于单片机的出租车计价器设计
基于单片机的出租车计价器设计[20200410141154]
摘 要
随着国家经济的快速发展，城市交通也变得越来越便利，其中一项便利就是日益变多的出租车，而出租车的必备装置便是自动计价器了。本课题是在单片机基础上开发的出租车计价器。硬件部分模块分为：主控，显示，键盘，里程测量，存储模块等。软件部分分为：键盘程序，显示程序，中断程序，里程计算程序等。运用硬件结合软件的方法实现模拟出租车行驶、纪录里程、中途等待时间、白天黑夜切换、设置起步价和计算最后金额的功能。该设计具有功能丰富、稳定，成本低等优点，符合实际需求，具有较大开发空间。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:出租车计价器单片机软件设计硬件设计TheDesignOfTaximeterBasedonMCU
Key Words： taxi meter SCM software design hardware design目 录
1. 绪论1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 课题研究的主要内容及现状 1
2. 出租车计价器的总体结构设计 3
2.1 系统设计因素 3
2.2 出租车计价器总体结构设计 4
3. 出租车计价器的硬件设计 5
3.1 主控模块电路设计 5
3.2 键盘模块设计 6
3.3 显示模块设计 6
3.4 霍尔元件测量电路设计 7
3.5 存储电路模块设计 8
4. 出租车计价器的软件设计 9
4.1 键盘电路程序设计10
4.2 中断程序设计12
4.3 显示程序设计14
4.4 里程总金额计算程序设计15
4.5 Protues仿真设计17
5. 系统的调试18
5.1 硬件调试18
5.2 软件调试19
5.3 调试中的问题20
6. 总结 21
6.1 毕业设计总结21
6.2 存在的不足21
参考文献22
附录 23
附录1 系统电路原理图23
附录2 出租车计价器实物图24
致谢 25
1. 绪论
1.1 课题的研究背景
伴随着我国国名经济的迅猛发展，人均GDP的显著提高，人们对生活质量的要求也越来越高。同时跟着我国的城市化的进程，交通工具的日益多样，出行越来越方便。而其中一种便利的交通工具便是出租车了。即使人们的经济水平越来越高，越来越多的人购买和使用汽车，但出租车数量的增加并未受到任何影响。说道出租车，就不得不提到它的重要组成部分，那就是自动计价器了。出租车计价器的使用，给出租车的营运收费提供了便利和依据。随着出租车使用越来越多，对计价器性能的要求，越来越高。
单片机使用大规模的集成电路技术，是一种智能芯片。单片机通过在硅片上集成CPU（中央处理器），RAM（随机存储器），ROM（只读存储器），定时/计数器等，从而构成一个小而完善的微型计算机系统。单片机的优点鲜明，被越来越多的厂家使用。
出租车计价器是出租车使用中必不可少的部分，因为它是出租车司机与乘客交易的凭证，关系着出租车司机与乘客的切身利益。这就要求出租车计价器的性能优秀，用来保证双方的利益。所以对于出租车计价器的研究是具有经济效益和价值的。
1.2 课题研究的主要内容及现状
随着经济，科学的发展，出租车已然成为组成城市的公共交通的重要部分。但是，随着出租车服务行业迅猛的发展，出租车计价器发展却没那么快。现今我国生产计价器的企业有上百家，主要是集中在北京，上海，沈阳和广州等地。
我国的第一代出租车计价器就是一个里程表，最简单的那种。它是由机械齿轮结构产生，只有最简单的记录里程功能的仪表。而计算总金额的过程需要司机自己完成。
第二代的出租车计价器，它由一半机械和一半电子元件组成，使用机械结构和计算机结合的方式。相比第一代计价器，从这一代计价器开始才真正具备了自动计价功能。
而随着半导体的开发与应用，集成电路开始出现，当电路集成的规模越来越大，第三代的出租车计价器也随之出现。它采用的是全电子元件组成，而它能实现的功能也越来越多。
现在使用的出租车计价器是在单片机的发明并运用到计价器的开发中，这时的计价器功能就相对多了，如计价，计程和显示等。
根据当下社会实际，本课题提出“基于单片机的出租车计价器”设计。主要研究如下：
（1）根据课题的设计要求，构造系统的基本框架，建立整个模块，然后选择方案。
（2）选择芯片，要求根据方案，结合其实用性，灵活性，可靠性等。
（3）硬件电路设计要求系统电路简单，尽量降低制作成本，操作要便利。
（4）要有完整的思路后才开始软件设计，并遵循尽量简单易懂的原则。
2. 出租车计价器的总体结构设计
本课题以型号为STC89C52的单片机为核心来实现出租车计价器的设计要求。使用AT24C02作为存储元件，这样可以用来保存系统已设置的参数，如起步价，单价等而不需要每次重新设计。显示设备采用液晶显示的LCD1602。预计最终制作的出租车计价器在实现基本的记录里程，计算总价的功能，还能实现白天黑夜不同时间段单价的切换和中途等待计时收费的功能。
2.1 系统设计因素
设计完成出租车计价器系统要求综合考虑多方面，比如对于单片机型号的选取，设计过程中的诸多限制，设计出来的成品是否具有稳定性及可靠性，还有如何让成本低廉，降低功率消耗的问题，在整个系统的设计中都不能规避。
单片机作为整个系统的主控器。如果想要成功的组成系统，就需要合理的选取单片机的型号。系统是否能够稳定地运行，选取单片机的型号是否合理是关键。应该根据设计要求的具体情况具体分析出适合系统的单片机型号。
考虑到设计的是出租车计价器，它的便携性和在不同环境中能否正常运行也需要考虑。所以选取元件要考虑它们的耐久度，使用寿命等。电路的设计也要尽量简单，方便之后的调试与修改。
本设计最终制作实物时，要求所有元件的焊接和电路的连接都在一块电路板上完成，所以设计系统时要考虑其大小是否超出限制。那就需要合理的选取元器件还有精确的布局。此外还要考虑成本和性能的问题，显而易见性能想要越高，要求的成本必定也越高，如何即达到设计性能要求又降低成本，这是需要仔细规划的。最后还有供电电池容量的问题。
在限制问题中已经提到，成本的高低会直接影响性能的高低，如果成本过低，肯定会导致系统性能低下；成本过高，对于别的版本的计价器就失去了竞争力，这个设计就失去了研究价值与意义。
基于单片机的出租车计价器需要在移动中供电，那就需要采用电池去供电。而电池电量是有限的，如果系统功耗过高，就会导致需要频繁地去更换电池。降低设计评价。2.2 出租车计价器的总体结构设计
出租车计价器系统，在实现基本的计价功能上添加中途等待计时、白天黑夜切换，使系统具有多功能的特点。以单片机为核心由电源模块，键盘模块，复位和晶振电路，霍尔元件测量电路，显示模块和存储模块组成。
根据设计要求和相关因素，所有在设计中需要的模块可组合成如图2-1所示：
图2-1 基于单片机的出租车计价器系统结构图
从图2-1中可以看出：整个出租车计价器系统由电源模块供电，而复位电路，晶振电路构成单片机最小的系统。存储单元AT24C02用于保存白天黑夜设置的不同里程单价中途等待时间单价。键盘电路使用独立式键盘，一个I/O口对应连接一个按键，各个按键电路之间相对独立。使用LCD1602液晶显示屏作为显示模块，用于接收单片机输出的信号，显示实时里程、中途等待时间和总金额。通过按键设置单价，切换白天和黑夜，模拟汽车行驶，里程清零。系统已单片机为核心，由单片机处理信号的输入输出和数据的运算。
3. 出租车计价器的硬件设计
出租车计价器的硬件设计在整个设计中是非常重要的组成部分，系统能够正常运行是基于硬件组成正确的基础上。系统的运行与调试也受到硬件的影响。
摘 要
随着国家经济的快速发展，城市交通也变得越来越便利，其中一项便利就是日益变多的出租车，而出租车的必备装置便是自动计价器了。本课题是在单片机基础上开发的出租车计价器。硬件部分模块分为：主控，显示，键盘，里程测量，存储模块等。软件部分分为：键盘程序，显示程序，中断程序，里程计算程序等。运用硬件结合软件的方法实现模拟出租车行驶、纪录里程、中途等待时间、白天黑夜切换、设置起步价和计算最后金额的功能。该设计具有功能丰富、稳定，成本低等优点，符合实际需求，具有较大开发空间。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:出租车计价器单片机软件设计硬件设计TheDesignOfTaximeterBasedonMCU
Key Words： taxi meter SCM software design hardware design目 录
1. 绪论1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 课题研究的主要内容及现状 1
2. 出租车计价器的总体结构设计 3
2.1 系统设计因素 3
2.2 出租车计价器总体结构设计 4
3. 出租车计价器的硬件设计 5
3.1 主控模块电路设计 5
3.2 键盘模块设计 6
3.3 显示模块设计 6
3.4 霍尔元件测量电路设计 7
3.5 存储电路模块设计 8
4. 出租车计价器的软件设计 9
4.1 键盘电路程序设计10
4.2 中断程序设计12
4.3 显示程序设计14
4.4 里程总金额计算程序设计15
4.5 Protues仿真设计17
5. 系统的调试18
5.1 硬件调试18
5.2 软件调试19
5.3 调试中的问题20
6. 总结 21
6.1 毕业设计总结21
6.2 存在的不足21
参考文献22
附录 23
附录1 系统电路原理图23
附录2 出租车计价器实物图24
致谢 25
1. 绪论
1.1 课题的研究背景
伴随着我国国名经济的迅猛发展，人均GDP的显著提高，人们对生活质量的要求也越来越高。同时跟着我国的城市化的进程，交通工具的日益多样，出行越来越方便。而其中一种便利的交通工具便是出租车了。即使人们的经济水平越来越高，越来越多的人购买和使用汽车，但出租车数量的增加并未受到任何影响。说道出租车，就不得不提到它的重要组成部分，那就是自动计价器了。出租车计价器的使用，给出租车的营运收费提供了便利和依据。随着出租车使用越来越多，对计价器性能的要求，越来越高。
单片机使用大规模的集成电路技术，是一种智能芯片。单片机通过在硅片上集成CPU（中央处理器），RAM（随机存储器），ROM（只读存储器），定时/计数器等，从而构成一个小而完善的微型计算机系统。单片机的优点鲜明，被越来越多的厂家使用。
出租车计价器是出租车使用中必不可少的部分，因为它是出租车司机与乘客交易的凭证，关系着出租车司机与乘客的切身利益。这就要求出租车计价器的性能优秀，用来保证双方的利益。所以对于出租车计价器的研究是具有经济效益和价值的。
1.2 课题研究的主要内容及现状
随着经济，科学的发展，出租车已然成为组成城市的公共交通的重要部分。但是，随着出租车服务行业迅猛的发展，出租车计价器发展却没那么快。现今我国生产计价器的企业有上百家，主要是集中在北京，上海，沈阳和广州等地。
我国的第一代出租车计价器就是一个里程表，最简单的那种。它是由机械齿轮结构产生，只有最简单的记录里程功能的仪表。而计算总金额的过程需要司机自己完成。
第二代的出租车计价器，它由一半机械和一半电子元件组成，使用机械结构和计算机结合的方式。相比第一代计价器，从这一代计价器开始才真正具备了自动计价功能。
而随着半导体的开发与应用，集成电路开始出现，当电路集成的规模越来越大，第三代的出租车计价器也随之出现。它采用的是全电子元件组成，而它能实现的功能也越来越多。
现在使用的出租车计价器是在单片机的发明并运用到计价器的开发中，这时的计价器功能就相对多了，如计价，计程和显示等。
根据当下社会实际，本课题提出“基于单片机的出租车计价器”设计。主要研究如下：
（1）根据课题的设计要求，构造系统的基本框架，建立整个模块，然后选择方案。
（2）选择芯片，要求根据方案，结合其实用性，灵活性，可靠性等。
（3）硬件电路设计要求系统电路简单，尽量降低制作成本，操作要便利。
（4）要有完整的思路后才开始软件设计，并遵循尽量简单易懂的原则。
2. 出租车计价器的总体结构设计
本课题以型号为STC89C52的单片机为核心来实现出租车计价器的设计要求。使用AT24C02作为存储元件，这样可以用来保存系统已设置的参数，如起步价，单价等而不需要每次重新设计。显示设备采用液晶显示的LCD1602。预计最终制作的出租车计价器在实现基本的记录里程，计算总价的功能，还能实现白天黑夜不同时间段单价的切换和中途等待计时收费的功能。
2.1 系统设计因素
设计完成出租车计价器系统要求综合考虑多方面，比如对于单片机型号的选取，设计过程中的诸多限制，设计出来的成品是否具有稳定性及可靠性，还有如何让成本低廉，降低功率消耗的问题，在整个系统的设计中都不能规避。
单片机作为整个系统的主控器。如果想要成功的组成系统，就需要合理的选取单片机的型号。系统是否能够稳定地运行，选取单片机的型号是否合理是关键。应该根据设计要求的具体情况具体分析出适合系统的单片机型号。
考虑到设计的是出租车计价器，它的便携性和在不同环境中能否正常运行也需要考虑。所以选取元件要考虑它们的耐久度，使用寿命等。电路的设计也要尽量简单，方便之后的调试与修改。
本设计最终制作实物时，要求所有元件的焊接和电路的连接都在一块电路板上完成，所以设计系统时要考虑其大小是否超出限制。那就需要合理的选取元器件还有精确的布局。此外还要考虑成本和性能的问题，显而易见性能想要越高，要求的成本必定也越高，如何即达到设计性能要求又降低成本，这是需要仔细规划的。最后还有供电电池容量的问题。
在限制问题中已经提到，成本的高低会直接影响性能的高低，如果成本过低，肯定会导致系统性能低下；成本过高，对于别的版本的计价器就失去了竞争力，这个设计就失去了研究价值与意义。
基于单片机的出租车计价器需要在移动中供电，那就需要采用电池去供电。而电池电量是有限的，如果系统功耗过高，就会导致需要频繁地去更换电池。降低设计评价。2.2 出租车计价器的总体结构设计
出租车计价器系统，在实现基本的计价功能上添加中途等待计时、白天黑夜切换，使系统具有多功能的特点。以单片机为核心由电源模块，键盘模块，复位和晶振电路，霍尔元件测量电路，显示模块和存储模块组成。
根据设计要求和相关因素，所有在设计中需要的模块可组合成如图2-1所示：
图2-1 基于单片机的出租车计价器系统结构图
从图2-1中可以看出：整个出租车计价器系统由电源模块供电，而复位电路，晶振电路构成单片机最小的系统。存储单元AT24C02用于保存白天黑夜设置的不同里程单价中途等待时间单价。键盘电路使用独立式键盘，一个I/O口对应连接一个按键，各个按键电路之间相对独立。使用LCD1602液晶显示屏作为显示模块，用于接收单片机输出的信号，显示实时里程、中途等待时间和总金额。通过按键设置单价，切换白天和黑夜，模拟汽车行驶，里程清零。系统已单片机为核心，由单片机处理信号的输入输出和数据的运算。
3. 出租车计价器的硬件设计
出租车计价器的硬件设计在整个设计中是非常重要的组成部分，系统能够正常运行是基于硬件组成正确的基础上。系统的运行与调试也受到硬件的影响。
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