单片机的出租车计价器的设计
单片机的出租车计价器的设计[20200128191459]
【摘要】
本文介绍的出租车计价器关系着乘客和司机相互间的利益，对精准的计价器的研究是很有必要的。该设计介绍以AT89C51单片机为核心的出租车计价器的设计与实现，阐述硬件设计过程中关键技术的处理。该计价器具有集计程、计时、计费、存储等多种功能。该设计由两大部分组成，外部硬件电路设计及软件编程控制，利用功能强大的单片机技术，完成出租车计价器的硬件电路设计，并编制完整的出租车计价程序，最终实现里程的测量和计算及显示的功能。硬件调试成功加上适当的软件部分就可以完成设计任务，具有很强的灵活性。该计价器的总体设计包括时钟电路模块、掉电存储模块、里程检测模块、LED显示模块、按键模块等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机霍尔传感器时钟芯片数码管显示
引言 1
一、总体功能结构研究 1
（一）研究内容介绍 1
（二）工作原理 2
（三）硬件系统方框图 2
二、硬件芯片简介 3
（一）AT89C51芯片 3
（二）DS1302芯片 4
（三）AT24C08芯片 5
（四）A44E霍尔传感器 6
三、硬件设计 7
（一）最小系统模块 7
（二）里程采集模块 7
（三）掉电存储模块 8
（四）时钟电路模块 9
（五）按键输入模块 9
（六）显示模块 10
四、软件设计 12
（一）系统整体程序流程 12
（二）里程计数中断服务程序 12
（三）计算程序 12
（四）定时中断服务程序 13
（五）中途等待中断程序 14
（六）显示子程序服务程序 14
（七）键盘服务程序 15
（八）软件调试 16
结束语 16
附录一 原理图 18
附录二 源程序 19
参考文献 29
致 谢 30
引言
出租车计价器标志着出租车行业的发展情况，它是乘客与司机进行交易的准则，也是出租车使用过程中最重要和不可缺少的工具，它关系着司机和乘客之间相互的利益。具有良好性能的计价器对乘客和出租车司机来说都是非常有必要的。因此，出租车计价器也是一个十分有应用价值的的研究。
现在人的生活水平普遍提高，人们不只是满足于生活各个方面的的享受，出行的舒适已受到越来越多的人关注。因此，在出租车行业用低价格高质量的服务给人们的出行带来了极大方便的享受，但是也总是有价格冲突困扰着这个行业的发展，在出租车行业中解决这一冲突的最好办法就是改良升级现有的计价器。用更加完善的计价器来为更多的乘客提供更加方便的服务，减少更多的的冲突。
该文应用单片机控制的多种知识，根据传感器原理，利用功能强大的单片机技术，完成出租车计价器硬件电路设计，并编制完整的出租车计价程序，最终实现信号采集的处理、计算，控制显示。这种产品由于功能完善且可靠性高，必定会给出租车计价系统带来好处，可以带来巨大的社会效益，另一方面也能为产品的制造厂家带来一定的经济效益。
一、总体功能结构研究
（一）研究内容介绍
计价器显示的营运金额是营运里程与价格的函数（等候时间一般折算成一定比例的里程来计算）。出租车计价器通过传感器与行驶车辆连接。出租汽车的实际里程通过传感器的脉冲信号在计价器里折算成一定的计价营运里程。针对这一点我们来利用单片机作为控制核心，设计一款出租车计价器，具有单价显示、金额显示，公里数显示，时间显示等相关功能。
设计要求：
（1）计价要求：3公里以内6元，三公里以外每公里2元；
（2）能够实时显示公里数和金额单价；等待时间计价要求为：等待3分钟以内不计价，3分钟以外每分钟0.5元；
要解决的关键问题:
（1）解决里程检测电路精度问题；
（2）解决计价器的掉电存储能力和显示的驱动能力；
（3）解决多次计价的累加和显示问题。
难点：对数据的采集及显示。
（二）工作原理
将A44E霍尔传感器安装在车轮上，用A44E霍尔传感器采集车速信号,车速信号为脉冲信号,在经过74LS00进行整形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，再根据软件控制进行金额的计算，计算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上。独立式键盘可以调节价格等相关数据，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AT24C08中，掉电后可以使调好的数据不丢失，下次得电后直接从中读到单片机。计价器系统主要由五部分组成：A44E霍尔传感器、AT89C51单片机、独立键盘、 AT24C08和LED数码管显示。
这次设计采用12V电源供电，九位数码管显示，数码管采用共阳数码管，并用PNP8550三极管进行驱动，采用DS1302为时钟芯片，AT24C08为掉电存储，A44E霍尔传感器来采集信号。九位数码管可以分别显示里程、单价、金额。
（三）硬件系统方框图
硬件电路设计包括以下几个方面的内容：单片机系统、按键输入电路模块、时钟电路模块、掉电存储模块、里程采集模块、LED显示模块。
将单片机系统、按键输入电路模块、时钟电路模块、掉电存储模块、里程采集模块、LED显示模块等有机地组合成一个系统，完成出租车计价器的设计。系统方框图如图1所示。
图1 硬件系统方框图
二、硬件芯片简介
（一）AT89C51芯片
图2 AT89C51引脚
AT89C51是一种高性能CMOS，低电压的8位单片机，片内包含128字节的随机存取数据存储器（RAM）和4k字节的可编程Flash只读程序存储器（ROM），该器件兼容了标准的MCS-51指令系统，内置Flash存储单元和通用8位中央处理器。
AT89C51是一个低功耗高性能的单片机，共有40个引脚，内含2个16位可编程定时计数器, 2个外中断口，2个全双工串行通信口和32个外部双向输入/输出（I/O）端口，AT89C51可以在线编程也可以按照常规方法进行编程。
AT89C51的40个引脚中VCC为供电电压，GND为接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部可以提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入， P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。可接收输出4个TTL门电流。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。P3.0口是RXD（串行输入口），P3.1口是TXD（串行输出口），P3.2口是/INT0（外部中断0），P3.3口是/INT1（外部中断1），P3.4口是T0（记时器0外部输入），P3.5是T1（记时器1外部输入），P3.6口是/WR（外部数据存储器写选通），P3.7口是 /RD（外部数据存储器读选通）。
【摘要】
本文介绍的出租车计价器关系着乘客和司机相互间的利益，对精准的计价器的研究是很有必要的。该设计介绍以AT89C51单片机为核心的出租车计价器的设计与实现，阐述硬件设计过程中关键技术的处理。该计价器具有集计程、计时、计费、存储等多种功能。该设计由两大部分组成，外部硬件电路设计及软件编程控制，利用功能强大的单片机技术，完成出租车计价器的硬件电路设计，并编制完整的出租车计价程序，最终实现里程的测量和计算及显示的功能。硬件调试成功加上适当的软件部分就可以完成设计任务，具有很强的灵活性。该计价器的总体设计包括时钟电路模块、掉电存储模块、里程检测模块、LED显示模块、按键模块等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机霍尔传感器时钟芯片数码管显示
引言 1
一、总体功能结构研究 1
（一）研究内容介绍 1
（二）工作原理 2
（三）硬件系统方框图 2
二、硬件芯片简介 3
（一）AT89C51芯片 3
（二）DS1302芯片 4
（三）AT24C08芯片 5
（四）A44E霍尔传感器 6
三、硬件设计 7
（一）最小系统模块 7
（二）里程采集模块 7
（三）掉电存储模块 8
（四）时钟电路模块 9
（五）按键输入模块 9
（六）显示模块 10
四、软件设计 12
（一）系统整体程序流程 12
（二）里程计数中断服务程序 12
（三）计算程序 12
（四）定时中断服务程序 13
（五）中途等待中断程序 14
（六）显示子程序服务程序 14
（七）键盘服务程序 15
（八）软件调试 16
结束语 16
附录一 原理图 18
附录二 源程序 19
参考文献 29
致 谢 30
引言
出租车计价器标志着出租车行业的发展情况，它是乘客与司机进行交易的准则，也是出租车使用过程中最重要和不可缺少的工具，它关系着司机和乘客之间相互的利益。具有良好性能的计价器对乘客和出租车司机来说都是非常有必要的。因此，出租车计价器也是一个十分有应用价值的的研究。
现在人的生活水平普遍提高，人们不只是满足于生活各个方面的的享受，出行的舒适已受到越来越多的人关注。因此，在出租车行业用低价格高质量的服务给人们的出行带来了极大方便的享受，但是也总是有价格冲突困扰着这个行业的发展，在出租车行业中解决这一冲突的最好办法就是改良升级现有的计价器。用更加完善的计价器来为更多的乘客提供更加方便的服务，减少更多的的冲突。
该文应用单片机控制的多种知识，根据传感器原理，利用功能强大的单片机技术，完成出租车计价器硬件电路设计，并编制完整的出租车计价程序，最终实现信号采集的处理、计算，控制显示。这种产品由于功能完善且可靠性高，必定会给出租车计价系统带来好处，可以带来巨大的社会效益，另一方面也能为产品的制造厂家带来一定的经济效益。
一、总体功能结构研究
（一）研究内容介绍
计价器显示的营运金额是营运里程与价格的函数（等候时间一般折算成一定比例的里程来计算）。出租车计价器通过传感器与行驶车辆连接。出租汽车的实际里程通过传感器的脉冲信号在计价器里折算成一定的计价营运里程。针对这一点我们来利用单片机作为控制核心，设计一款出租车计价器，具有单价显示、金额显示，公里数显示，时间显示等相关功能。
设计要求：
（1）计价要求：3公里以内6元，三公里以外每公里2元；
（2）能够实时显示公里数和金额单价；等待时间计价要求为：等待3分钟以内不计价，3分钟以外每分钟0.5元；
要解决的关键问题:
（1）解决里程检测电路精度问题；
（2）解决计价器的掉电存储能力和显示的驱动能力；
（3）解决多次计价的累加和显示问题。
难点：对数据的采集及显示。
（二）工作原理
将A44E霍尔传感器安装在车轮上，用A44E霍尔传感器采集车速信号,车速信号为脉冲信号,在经过74LS00进行整形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，再根据软件控制进行金额的计算，计算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上。独立式键盘可以调节价格等相关数据，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AT24C08中，掉电后可以使调好的数据不丢失，下次得电后直接从中读到单片机。计价器系统主要由五部分组成：A44E霍尔传感器、AT89C51单片机、独立键盘、 AT24C08和LED数码管显示。
这次设计采用12V电源供电，九位数码管显示，数码管采用共阳数码管，并用PNP8550三极管进行驱动，采用DS1302为时钟芯片，AT24C08为掉电存储，A44E霍尔传感器来采集信号。九位数码管可以分别显示里程、单价、金额。
（三）硬件系统方框图
硬件电路设计包括以下几个方面的内容：单片机系统、按键输入电路模块、时钟电路模块、掉电存储模块、里程采集模块、LED显示模块。
将单片机系统、按键输入电路模块、时钟电路模块、掉电存储模块、里程采集模块、LED显示模块等有机地组合成一个系统，完成出租车计价器的设计。系统方框图如图1所示。
图1 硬件系统方框图
二、硬件芯片简介
（一）AT89C51芯片
图2 AT89C51引脚
AT89C51
AT89C51是一个低功耗高性能的单片机，共有40个引脚，内含2个16位可编程定时计数器, 2个外中断口，2个全双工串行通信口和32个外部双向输入/输出（I/O）端口，AT89C51可以在线编程也可以按照常规方法进行编程。
AT89C51的40个引脚中VCC为供电电压，GND为接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部可以提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入， P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。可接收输出4个TTL门电流。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。P3.0口是RXD（串行输入口），P3.1口是TXD（串行输出口），P3.2口是/INT0（外部中断0），P3.3口是/INT1（外部中断1），P3.4口是T0（记时器0外部输入），P3.5是T1（记时器1外部输入），P3.6口是/WR（外部数据存储器写选通），P3.7口是 /RD（外部数据存储器读选通）。
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