基于单片机的出租车计价器系统设计
基于单片机的出租车计价器系统设计[20200211152037]
摘要
随着社会的不断进步，出租车产业不断发展，优良的计价器已然成为出租车行业水平的标杆，我们只有制造出功能完善的计价器，才能更好地让群众享受到优质、快捷的服务。
本论文阐述的就是根据单片机的计价系统的设计，详细的介绍了计价器的整个工作原理。它以STC89C52为主控制器，采用3144E型霍尔传感器进行里程测距，并用AT24C02掉电存储元件保存计价器掉电后的单价，输出的单价、等待时间、路程、金额使用LCD1602进行显示，单片机外部还附带晶振电路，复位电路和按键电路。此计价器除了基本计价功能外，还能根据白天黑夜，中途等待切换收费方式。
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关键字:出租车计价器STC89C52单片机3144E霍尔传感器AT24C02LCD1602
目 录
1 绪论 1
1.1课题的研究背景及意义 1
1.2 出租车计价器的国内外研究现状 1
2 出租车计价系统的总体设计 3
2.1设计要求 3
2.1.1 计费模式 3
2.1.2 显示功能 3
2.2系统设计 3
2.3 本章小结 4
3 计价器系统的硬件设计 5
3.1系统方案设计 5
3.2 单片机的选择 5
3.2.1 STC89C52引脚功能说明 6
3.2.2单片机最小系统 7
3.3 键盘电路 8
3.3.1 独立式键盘接口 8
3.3.2键盘消抖 9
3.4 显示电路 9
3.4.1 1602液晶屏 10
3.4.2 显示设计 11
3.5 直流电机电路 12
3.6存储电路 13
3.6.1 AT24C02芯片及I2C协议 13
3.6.2电路设计 15
3.7脉冲计数电路 16
3.7.1 霍尔效应 16
3.7.2 3144E型霍尔传感器 17
3.7.3 里程计算设计 17
3.8 本章小结 18
4 计价器软件设计 19
4.1主程序模块 19
4.2 键盘模块 20
4.3定时/计数器中断程序模块 21
4.4 显示程序模块 23
4.5掉电存储模块 25
4.6 PWM电机调速模块 26
4.7 本章小结 27
5 出租车计价系统的实现 28
5.1 仿真实现 28
5.1.1 软件程序编写 28
5.1.2 proteus仿真简介 28
5.1.3 启动模式仿真 29
5.1.4 等待模式仿真 30
5.1.5 停止/清零模式仿真 30
5.2 实物实现 32
5.3 本章小结 33
6 总结与展望 34
致谢 35
参考文献 36
附录一 整体电路原理图 37
附录二 系统源程序 38
附录三 1602指令和字符对照表 47
1 绪论
1.1课题的研究背景及意义
随着国民的经济水准日益提升，衣食住这些简单的生活已经不能被人们满足，人们的目光更多的投向了外出的选择和舒服。由此出租车产业快速发展，出租车以其低价格高质量的服务，成为人们代替步行的工具，人们外出的首要选择。但是，买卖纠纷一直阻碍着出租车行业的发展，我们只有不断完善计价器才能解决这一矛盾，为乘客提供更舒适方便的服务。
出租车计价系统是出租车中非常重要的仪表，它是用来进行出租车乘运收费的专用智能化仪器。客户不但需要计价系统性能稳定、计算价钱精准，而且对于它的其他功能需求也逐渐提高。计价器能依据用户乘车行进里程以及等候时间来计算价格，而且这种计量仪器还能直接通过液晶屏显示计费值。世界上大多数国家为了维护出租车乘运商和乘客的利益，都对计价器进行强制性监管。随着国家不断颁发关于计价器的相关法律，国家也把计价器划入首批强制进行检测的工作计量仪器之一，也是这些年来国家质量监督局加强管理的六种重点计测仪器之一。
我们可以看到，出租车计价器在国内的发展是漫长的, 一共有4个阶段。最原始的计价器完全都是由机械元件组成的机械式计价器，随着电子社会不断发展，半电子式计价器问世。然后大规模集成电路的普及，集成电路式计价器让其功能更加完善，现在，单片机不断发展，并成功应用到计价器上，让计价器达到新的高峰。
出租车计价器作为消费者与司机双方交易的准则，已经成为出租车产业发展一个重要指标，是出租车中不可或缺的一个仪表。它与交易双方的利益紧密相关。对于广大乘客朋友和出租车司机来说，优良的计价器是非常必要的。因此，出租车计价系统的研究也是非常具有现实意义。
1.2 出租车计价器的国内外研究现状
我国在1911年才出现出租车计价器，那时候，法国雷诺公司生产的汽车就安装有计价器，这种汽车最早被美国汽车公司引进。这种计价器是按照实际行驶英里来计价，可以同时显示路程和金额，起步价是1英里，在这之后每1/4英里不断增加费用。由于很多因素，上海并没有推广使用此种计价器。
国内很多年以来大范围应用的计价器只有计量的功能。现在我国有上百家企业生产制造计价器，生产地主要在北京、上海、沈阳和广州等地方。
重庆起重机制造公司是我国最早制造计价器的企业，最原始的计价系统完全是机械式齿轮结构，只有最简单的计算里程功能能被完成，可以说最早的计价器仅仅是一个里程表。第二代出租计价器随着科技发展而产生，这种计价器是手动遥控计算机与机械式结构互相配合的方式进行的，达到了半机械式半电子化。这时它不仅能完成计算里程的功能而且还能进行计价的功能。之后，第三代出租计价器随着集成电路大规模应用而产生，俗称全电子式计价器。单片机问世后，其芯片小巧但功能强大，成功应用到计价器，这种计价器具备了现代计价器的大体模型，它的功能也增加了很多，包括计算里程，计算价格，数据显示等功能。单片机外部芯片随着单片机也不断发展，这些都为计价器进一步完善创造良好的条件。
全电子式计价器作为当时的新一代计价系统。其功能在不断的完善，单片机出现后的计价器当时也只能进行最基本的工作。单片机外围芯片的辅佐使计价器不断发展。随着科技不断进步，单片机的性能迅速提升但是其价钱却不断的减少，单片机操控得到更多的应用。外部芯片的不断拓展，越来越多的功能能够在计价器上实现，性能也更加趋于稳定。计价器随着电子科技不断进步得到了很多改进，出现了很多附带功能。例如：1、LCD液晶显示，液晶屏的使用让计价器能够进行丰富的显示，可同时在液晶屏显示各种乘运数据，让乘客查看时直截了当；2、掉电存储，可存储多种乘运数据，便于之后查询，最新的掉电存储器能够在掉电的情况下保存数据10年。
2 出租车计价系统的总体设计
在出租车计价系统的总体设计环节中，我将分别从设计要求和系统设计两个环节进行详细介绍。
2.1设计要求
本次设计的出租车计价系统在不同模式下具有不同的收费标准，计价包括里程计费和等待时间计费。用LCD1602显示总金额，等待时间，单价，里程等信息，这次我设计的白天起步价是10元（3公里），晚上起步价是12元（3公里）。单价最初设定的是2.5元/KM，可以根据要求手动进行修改单价。
出租车计价器上电后,显示屏最初显示单价（白天/晚上），等待时间（00:00），里程和起步价，按下启动按钮，电机开始工作，司机可以按下按键修改单价，并设有白天晚上切换按钮，在等待时，按下等待时间按钮，电机停止转动，等待时间增加，满足乘客个性化需求，在到达指定地点后，按下停止键，计价器停止计价，显示行驶里程，总金额以及等待时间，便于乘客查看。再按下该键，之前的行驶记录清零，准备下位乘客。
2.1.1 计费模式
1、当路程小于三公里时，费用按起步价进行计费。
2、当路程大于三公里时，多出三公里的路程按每公里设定的单价进行计费。
摘要
随着社会的不断进步，出租车产业不断发展，优良的计价器已然成为出租车行业水平的标杆，我们只有制造出功能完善的计价器，才能更好地让群众享受到优质、快捷的服务。
本论文阐述的就是根据单片机的计价系统的设计，详细的介绍了计价器的整个工作原理。它以STC89C52为主控制器，采用3144E型霍尔传感器进行里程测距，并用AT24C02掉电存储元件保存计价器掉电后的单价，输出的单价、等待时间、路程、金额使用LCD1602进行显示，单片机外部还附带晶振电路，复位电路和按键电路。此计价器除了基本计价功能外，还能根据白天黑夜，中途等待切换收费方式。
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关键字:出租车计价器STC89C52单片机3144E霍尔传感器AT24C02LCD1602
目 录
1 绪论 1
1.1课题的研究背景及意义 1
1.2 出租车计价器的国内外研究现状 1
2 出租车计价系统的总体设计 3
2.1设计要求 3
2.1.1 计费模式 3
2.1.2 显示功能 3
2.2系统设计 3
2.3 本章小结 4
3 计价器系统的硬件设计 5
3.1系统方案设计 5
3.2 单片机的选择 5
3.2.1 STC89C52引脚功能说明 6
3.2.2单片机最小系统 7
3.3 键盘电路 8
3.3.1 独立式键盘接口 8
3.3.2键盘消抖 9
3.4 显示电路 9
3.4.1 1602液晶屏 10
3.4.2 显示设计 11
3.5 直流电机电路 12
3.6存储电路 13
3.6.1 AT24C02芯片及I2C协议 13
3.6.2电路设计 15
3.7脉冲计数电路 16
3.7.1 霍尔效应 16
3.7.2 3144E型霍尔传感器 17
3.7.3 里程计算设计 17
3.8 本章小结 18
4 计价器软件设计 19
4.1主程序模块 19
4.2 键盘模块 20
4.3定时/计数器中断程序模块 21
4.4 显示程序模块 23
4.5掉电存储模块 25
4.6 PWM电机调速模块 26
4.7 本章小结 27
5 出租车计价系统的实现 28
5.1 仿真实现 28
5.1.1 软件程序编写 28
5.1.2 proteus仿真简介 28
5.1.3 启动模式仿真 29
5.1.4 等待模式仿真 30
5.1.5 停止/清零模式仿真 30
5.2 实物实现 32
5.3 本章小结 33
6 总结与展望 34
致谢 35
参考文献 36
附录一 整体电路原理图 37
附录二 系统源程序 38
附录三 1602指令和字符对照表 47
1 绪论
1.1课题的研究背景及意义
随着国民的经济水准日益提升，衣食住这些简单的生活已经不能被人们满足，人们的目光更多的投向了外出的选择和舒服。由此出租车产业快速发展，出租车以其低价格高质量的服务，成为人们代替步行的工具，人们外出的首要选择。但是，买卖纠纷一直阻碍着出租车行业的发展，我们只有不断完善计价器才能解决这一矛盾，为乘客提供更舒适方便的服务。
出租车计价系统是出租车中非常重要的仪表，它是用来进行出租车乘运收费的专用智能化仪器。客户不但需要计价系统性能稳定、计算价钱精准，而且对于它的其他功能需求也逐渐提高。计价器能依据用户乘车行进里程以及等候时间来计算价格，而且这种计量仪器还能直接通过液晶屏显示计费值。世界上大多数国家为了维护出租车乘运商和乘客的利益，都对计价器进行强制性监管。随着国家不断颁发关于计价器的相关法律，国家也把计价器划入首批强制进行检测的工作计量仪器之一，也是这些年来国家质量监督局加强管理的六种重点计测仪器之一。
我们可以看到，出租车计价器在国内的发展是漫长的, 一共有4个阶段。最原始的计价器完全都是由机械元件组成的机械式计价器，随着电子社会不断发展，半电子式计价器问世。然后大规模集成电路的普及，集成电路式计价器让其功能更加完善，现在，单片机不断发展，并成功应用到计价器上，让计价器达到新的高峰。
出租车计价器作为消费者与司机双方交易的准则，已经成为出租车产业发展一个重要指标，是出租车中不可或缺的一个仪表。它与交易双方的利益紧密相关。对于广大乘客朋友和出租车司机来说，优良的计价器是非常必要的。因此，出租车计价系统的研究也是非常具有现实意义。
1.2 出租车计价器的国内外研究现状
我国在1911年才出现出租车计价器，那时候，法国雷诺公司生产的汽车就安装有计价器，这种汽车最早被美国汽车公司引进。这种计价器是按照实际行驶英里来计价，可以同时显示路程和金额，起步价是1英里，在这之后每1/4英里不断增加费用。由于很多因素，上海并没有推广使用此种计价器。
国内很多年以来大范围应用的计价器只有计量的功能。现在我国有上百家企业生产制造计价器，生产地主要在北京、上海、沈阳和广州等地方。
重庆起重机制造公司是我国最早制造计价器的企业，最原始的计价系统完全是机械式齿轮结构，只有最简单的计算里程功能能被完成，可以说最早的计价器仅仅是一个里程表。第二代出租计价器随着科技发展而产生，这种计价器是手动遥控计算机与机械式结构互相配合的方式进行的，达到了半机械式半电子化。这时它不仅能完成计算里程的功能而且还能进行计价的功能。之后，第三代出租计价器随着集成电路大规模应用而产生，俗称全电子式计价器。单片机问世后，其芯片小巧但功能强大，成功应用到计价器，这种计价器具备了现代计价器的大体模型，它的功能也增加了很多，包括计算里程，计算价格，数据显示等功能。单片机外部芯片随着单片机也不断发展，这些都为计价器进一步完善创造良好的条件。
全电子式计价器作为当时的新一代计价系统。其功能在不断的完善，单片机出现后的计价器当时也只能进行最基本的工作。单片机外围芯片的辅佐使计价器不断发展。随着科技不断进步，单片机的性能迅速提升但是其价钱却不断的减少，单片机操控得到更多的应用。外部芯片的不断拓展，越来越多的功能能够在计价器上实现，性能也更加趋于稳定。计价器随着电子科技不断进步得到了很多改进，出现了很多附带功能。例如：1、LCD液晶显示，液晶屏的使用让计价器能够进行丰富的显示，可同时在液晶屏显示各种乘运数据，让乘客查看时直截了当；2、掉电存储，可存储多种乘运数据，便于之后查询，最新的掉电存储器能够在掉电的情况下保存数据10年。
2 出租车计价系统的总体设计
在出租车计价系统的总体设计环节中，我将分别从设计要求和系统设计两个环节进行详细介绍。
2.1设计要求
本次设计的出租车计价系统在不同模式下具有不同的收费标准，计价包括里程计费和等待时间计费。用LCD1602显示总金额，等待时间，单价，里程等信息，这次我设计的白天起步价是10元（3公里），晚上起步价是12元（3公里）。单价最初设定的是2.5元/KM，可以根据要求手动进行修改单价。
出租车计价器上电后,显示屏最初显示单价（白天/晚上），等待时间（00:00），里程和起步价，按下启动按钮，电机开始工作，司机可以按下按键修改单价，并设有白天晚上切换按钮，在等待时，按下等待时间按钮，电机停止转动，等待时间增加，满足乘客个性化需求，在到达指定地点后，按下停止键，计价器停止计价，显示行驶里程，总金额以及等待时间，便于乘客查看。再按下该键，之前的行驶记录清零，准备下位乘客。
2.1.1 计费模式
1、当路程小于三公里时，费用按起步价进行计费。
2、当路程大于三公里时，多出三公里的路程按每公里设定的单价进行计费。
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