基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)論文說明

1、 . . . 基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì)摘 要隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)是城市交通的重要組成部分，從加強(qiáng)行業(yè)管理以與減少司機(jī)與乘客的糾紛出發(fā)，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)出租車司機(jī)和乘客來說都是很必要的。而采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試。而采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，相對(duì)來說功能強(qiáng)大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎貙?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，而且可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)為主控器，以RPR-220光電傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)對(duì)出租車的多功能的計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，并采用AT24C02實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存

2、單價(jià)等信息，通過ISD2560實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)功能，輸出采用8段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器不但能實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)價(jià)，而且還能根據(jù)白天，黑夜和中途等待來調(diào)節(jié)單價(jià)，同時(shí)具有語音播報(bào)和數(shù)據(jù)打印功能。關(guān)鍵詞：出租車計(jì)價(jià)器；單片機(jī)；AT89S52；光電傳感器；語音播報(bào)Abstract Along with the development of industry, taxi cab is an important part of urban transportation, strengthen management and reduce from drivers and passengers, th

3、e dispute has good performance on the meter taxi drivers and passengers alike is very necessary. While using analog and digital circuit design of the whole circuit meter, use of large scale, high failure than devices, debugging. The design and MCU, relatively powerful functions, use less of the hard

4、ware and software of appropriate coordination can be easily realized design requirements, and flexibility, can be accomplished by software programming additional functions. This design USES for the master, AT89S52 SCM in RPR - 220 distance of photoelectric sensor, the valuation of the taxi multifunc

5、tional design, and using AT24C02 realization of power system, through such information preservation unit ISD2560 realizing speech function, using digital output for 8 pipe display This circuit design, not only can realize the basic meter, and can according to the valuation, but also according to day

6、 and night and wait to adjust the unit half-way, both in voice and data printing.Keywords: The meter taxi, SCM, AT89S52 devices, Photoelectric sensor, Speech目 錄1緒論11.1出租車計(jì)價(jià)器概述11.2論文主要工作12系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32.1設(shè)計(jì)要求32.2出租車計(jì)價(jià)器控制方案設(shè)計(jì)43出租車計(jì)價(jià)器硬件設(shè)計(jì)53.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.2速度與里程檢測(cè)電路設(shè)計(jì)63.2.1A44E霍爾傳感器檢測(cè)電路設(shè)計(jì)63.2.2RPR-220光電傳感器檢測(cè)設(shè)計(jì)

7、電路73.3AT24C02掉電存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)83.4鍵盤電路設(shè)計(jì)93.5數(shù)據(jù)顯示電路設(shè)計(jì)93.6 8255接口電路設(shè)計(jì)113.7語音播報(bào)系統(tǒng)計(jì)113.8票據(jù)打印電路設(shè)計(jì)124軟件設(shè)計(jì)144.1系統(tǒng)主程序144.2定時(shí)中斷服務(wù)程序154.3里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序164.4中途等待中斷程序164.5顯示程序164.6計(jì)算程序174.7鍵盤掃描程序175實(shí)驗(yàn)調(diào)試195.1電路的安裝與調(diào)試195.2中途等待測(cè)試215.3掉電單元測(cè)試216總結(jié)22致23參考文獻(xiàn)24附錄A系統(tǒng)源程序25附錄B系統(tǒng)原理圖4142 / 461緒論1.1出租車計(jì)價(jià)器概述隨著交通行業(yè)的發(fā)展，出租車已經(jīng)成為城市交通生活中必不可少的一部

8、分，從加強(qiáng)行業(yè)管理和減少司機(jī)與乘客之間的糾紛出發(fā)，具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)出租車司機(jī)和乘客來說都是很必要的。出租車計(jì)價(jià)器是出租車營運(yùn)收費(fèi)的專用智能化儀表，隨著電子技術(shù)的發(fā)展,出租車計(jì)價(jià)器技術(shù)也在不斷進(jìn)步和提高,國出租車計(jì)價(jià)器已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)階段的發(fā)展,從傳統(tǒng)的全部由機(jī)械元器件組成的機(jī)械式,到半電子式即用電子線路代替部分機(jī)械元器件的出租車計(jì)價(jià)器,再從集成電路式到目前的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器。 出租車計(jì)價(jià)器顯示的總金額是由公里數(shù)（等候時(shí)間一般折算成一定比例的里程來計(jì)算）與單價(jià)聯(lián)合組成。出租車計(jì)價(jià)器通過傳感器與行駛車輛連接。出租車的實(shí)際里程通過傳感器的脈沖信號(hào)在計(jì)價(jià)器里折算成一定的計(jì)價(jià)公里數(shù)目。目

9、前市場(chǎng)上出租車計(jì)價(jià)器功能主要有具有數(shù)據(jù)的復(fù)位功能、白天/晚上轉(zhuǎn)換功能、數(shù)據(jù)輸出功能、計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)功能等等，但能夠進(jìn)行語音播報(bào)數(shù)據(jù)信息和打印功能的出租車計(jì)價(jià)器還是比較少見的，針對(duì)這一點(diǎn)我們來設(shè)計(jì)一款多功能出租車計(jì)價(jià)器，在原有功能的基礎(chǔ)上增加單價(jià)輸出、單價(jià)調(diào)整、路程輸出、語音播報(bào)數(shù)據(jù)信息和打印數(shù)據(jù)等功能，來方便廣大司機(jī)與乘客。1.2論文主要工作（1）方案的初步論證與選擇我通過搜集題目的相關(guān)資料，參照了目前通用的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，選擇了幾套設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析比較，最終選定了以單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。單片機(jī)功能強(qiáng)大，用硬件和軟件結(jié)合可以很容易的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，且靈活性強(qiáng)，同時(shí)可以通過軟件編程來完成更多的附加

10、功能。（2）硬件設(shè)計(jì)緊扣設(shè)計(jì)方案，以其為指導(dǎo)思想從功能和電氣特性兩方面選擇合適的器件。經(jīng)過對(duì)比選擇選定AT89S52單片機(jī)為主控器件，RPR-220光電傳感器來檢測(cè)距離，獨(dú)立鍵盤來實(shí)現(xiàn)功能的調(diào)整，AT24C02來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能，ISD2560語音芯片來實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)和用數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示。（3）軟件設(shè)計(jì)根據(jù)硬件特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，采用C語言來編寫程序。程序功能分為中斷程序、就算程序、顯示程序、語音播報(bào)程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等幾個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立的模塊。然后按照所劃分的模塊逐個(gè)編寫和調(diào)試，最后將獨(dú)立的模塊整合起來。        &

11、#160; 2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求現(xiàn)代社會(huì)中，出租車計(jì)價(jià)器與人們的生活聯(lián)系越來越密切，人們對(duì)它的要求也越來越高，因而設(shè)計(jì)一款多功能出租車計(jì)價(jià)器來滿足人們的正常需要就顯得十分必要，本設(shè)計(jì)滿足了以下功能要求：起步費(fèi)用:由用戶設(shè)定起步價(jià)將其保存在電路中，傳感器檢測(cè)的行車?yán)锍淘谄鸩絻r(jià)費(fèi)用里程，就關(guān)閉行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)程序，顯示器一直顯示起步價(jià)。當(dāng)行車?yán)锍坛^了起步價(jià)費(fèi)用里程，計(jì)費(fèi)程序才啟動(dòng)計(jì)費(fèi)。行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)：通過傳感器將出租車的行駛距離送入處理電路中，然后換算成行車?yán)锍蹋鶕?jù)行車?yán)锍毯鸵呀?jīng)設(shè)定好的單價(jià)計(jì)算出所需行車的費(fèi)用，將這個(gè)費(fèi)用送進(jìn)總費(fèi)用的顯示緩存區(qū)。等待計(jì)費(fèi):在行車路途中，傳感器檢測(cè)到

12、汽車速度低于設(shè)定值時(shí)，這時(shí)候就要啟動(dòng)等候計(jì)費(fèi)程序的中途等待程序，因故停車超過5分鐘的按0.5元/5分鐘。語音播報(bào)：當(dāng)有乘客上車時(shí)，致以歡迎詞，如歡迎乘坐本車等信息；當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地乘客下車時(shí)，致以結(jié)束語，如乘坐等，同時(shí)播報(bào)本次行程所花費(fèi)的金額，里程。打印功能：在到達(dá)目的地結(jié)束本次行程時(shí)，可以將本次乘車?yán)锍?、單價(jià)、花費(fèi)金額等打印出來，以便供有需要的顧客存根。整個(gè)行車過程中的總費(fèi)用=起步價(jià)+行車費(fèi)用+等候費(fèi)用，這個(gè)費(fèi)用在總費(fèi)用顯示緩沖區(qū)完成求和之后通過數(shù)碼管顯示出來，乘客能夠直觀明了的查看出來，十分方便。要求出租車計(jì)價(jià)器根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時(shí)間的多少進(jìn)行計(jì)價(jià),并在行程中同步顯示車費(fèi)值。從起步

13、價(jià)開始，當(dāng)汽車程行駛未滿3公里時(shí)，均按起步價(jià)計(jì)算。過3公里后,實(shí)現(xiàn)每1公里單價(jià)收費(fèi)，中間遇暫停時(shí)，里程數(shù)不再增加，開始計(jì)時(shí)收費(fèi)，測(cè)距收費(fèi)和測(cè)時(shí)收費(fèi)的和便構(gòu)成了一位乘客的車費(fèi)。同時(shí)，白天和夜晚價(jià)格不同，可以進(jìn)行切換。白天單價(jià)、夜晚單價(jià)、等待單價(jià)和起步價(jià)格都可通過獨(dú)立鍵盤進(jìn)行調(diào)節(jié)。（默認(rèn)起步價(jià)為6元/3公里，里程單價(jià)白天為2元/公里，夜晚為元2.5/公里，等待計(jì)時(shí)單價(jià)0.5元/5分鐘）。2.2出租車計(jì)價(jià)器控制方案設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器系統(tǒng)主要由六部分組成：AT89S52單片機(jī)、獨(dú)立鍵盤、EEPROM AT24C02、RPR-22O光電傳感器、ISD2560語音芯片和顯示數(shù)碼管。本設(shè)計(jì)通過RPR-220光電傳感

14、器來檢測(cè)汽車行進(jìn)的公里數(shù)，并產(chǎn)生一系列相應(yīng)的脈沖輸出，脈沖送到單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)根據(jù)程序設(shè)定通過計(jì)算脈沖數(shù)換算出行駛公里數(shù)，再根據(jù)從EEPROM中讀取的價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行金額的計(jì)算，計(jì)算好的金額、里程和單價(jià)都實(shí)時(shí)地顯示在數(shù)碼管上，同時(shí)在營運(yùn)過程中根據(jù)上下車的不同狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)不同的語音功能播放。在乘客到達(dá)目的地時(shí)通過按鍵進(jìn)行語音播報(bào)和打印乘車數(shù)據(jù)。獨(dú)立鍵盤可以調(diào)節(jié)價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)，按下相應(yīng)的按鈕，產(chǎn)生信號(hào)交由單片機(jī)處理并實(shí)時(shí)顯示出來，調(diào)節(jié)好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到EEPROM中，掉電后可以使調(diào)好的數(shù)據(jù)不丟失，下次得電后直接從EEPROM讀到單片機(jī)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示。圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3租車計(jì)價(jià)器硬

15、件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)主控機(jī)系統(tǒng)采用了Atmel 公司生產(chǎn)的 AT89S52單片機(jī)，它含有256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，置8K 的電可擦除FLASH ROM，可重復(fù)編程，大小滿足主控機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所以不必再擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。復(fù)位電路和晶振電路是AT89S52 工作所需的最簡單外圍電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖3-1所示。圖3-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 AT89S52 的復(fù)位端是一個(gè)史密特觸發(fā)輸入，高電平有效。復(fù)位端若由低電平上升到高電平并持續(xù)2個(gè)周期，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位操作。在復(fù)位電路中，按一下復(fù)位開關(guān)就使在復(fù)位端出現(xiàn)一段時(shí)間的高電平，外接11.0592M 晶振和兩個(gè)30pF電容組成系統(tǒng)的部。

16、3.2速度與里程檢測(cè)電路設(shè)計(jì)3.2.1 A44E霍爾傳感器檢測(cè)電路設(shè)計(jì)A44E 屬于開關(guān)型的霍爾器件，其工作電壓圍比較寬（4.518V），其輸出的信號(hào)符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接接到單片機(jī)的IO 端口上?；魻杺鞲衅饔行盘?hào)轉(zhuǎn)換、電壓放大、整形輸出等功能，其原理如圖3-2所示。 圖3-2 霍爾傳感器原理里程計(jì)算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器檢測(cè)到的脈沖信號(hào)，送到單片機(jī)產(chǎn)生中斷，單片機(jī)再根據(jù)程序設(shè)定，計(jì)算出里程。其原理如圖3-3所示。 圖3-3 傳感器測(cè)距示意圖若本系統(tǒng)選擇了將A44E的脈沖輸出口接到P3.3口外部中斷1作為信號(hào)的輸入端（這樣可以減少程序設(shè)計(jì)的麻煩），車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是2米

17、），霍爾開關(guān)就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到500次時(shí)，即1公里，單片機(jī)就控制將金額自動(dòng)增加，如圖3-4所示。圖3-4 A44E霍爾元件檢測(cè)電路3.2.2 RPR-220光電傳感器檢測(cè)設(shè)計(jì)電路RPR-220是一種一體化反射型光電探測(cè)器。其發(fā)射器是一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)射管，接收器是一個(gè)高靈敏度，硅平面光電三極管。采用DIP4封裝，它具有靈敏度高，受離散光的干擾小，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。發(fā)射器和接收器都有兩根引出腳，其中長腳為正極，短腳為負(fù)極。通過發(fā)射器發(fā)射出光線一部分能夠返回，一部分不能返回，由此產(chǎn)生脈沖，通過脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到500次時(shí)，即1公里，單片機(jī)就控制將金額自

18、動(dòng)增加，如圖3-5所示。圖3-5 RPR-220 光電傳感器檢測(cè)電路兩種方案用于做檢測(cè)電路都可以，都可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇的是光電傳感器檢測(cè)里程。3.3 AT24C02掉電存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)AT24C02 是ATMEL公司的2KB 字節(jié)的電可擦除存儲(chǔ)芯片，采用兩線串行的總線和單片機(jī)通訊，電壓最低可以到2.5V，額定電流為1mA。在斷電的情況下保存40 年以上，采用8 腳的DIP 封裝，其中A2到A0為地址引腳，SDA、SCL為總線接口；WP為保護(hù)引腳，WP接VSS時(shí)，禁止寫入高位地址，WP接VDD時(shí)，允許寫入任何地址。AT24C02芯片引腳配置如圖3-6所示。圖3-6 AT24C02引腳

19、配置圖掉電存儲(chǔ)單元的作用是在電源斷開的時(shí)候，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的單價(jià)信息。其電路如圖3-7所示。 圖 3-7 存儲(chǔ)單元電路圖中R4、R5 是上拉電阻，其作用是減少AT24C02的靜態(tài)功耗。由于AT24C02的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SC （時(shí)鐘脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)P1.6和P1.7口連接，進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)。每當(dāng)設(shè)定一次單價(jià)，系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)程序，將單價(jià)信息保存在芯片；當(dāng)系統(tǒng)重新上電的時(shí)候，自動(dòng)調(diào)用讀存儲(chǔ)器程序，將存儲(chǔ)器的單價(jià)等信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。3.4鍵盤電路設(shè)計(jì)當(dāng)單價(jià)等信息需要進(jìn)行修改時(shí)，就要用到鍵盤進(jìn)行修改。由于調(diào)節(jié)信息不多，故

20、采用4個(gè)獨(dú)立鍵盤即可，分別實(shí)現(xiàn)清零、切換、增大、減小和功能等作用。電路原理如圖3-8所示。圖3-8 鍵盤調(diào)整電路設(shè)計(jì)S1：接P1.0口，對(duì)上一次的計(jì)費(fèi)進(jìn)行清零，為下次載客準(zhǔn)備。S2：接P1.1口，實(shí)現(xiàn)白天和夜晚單價(jià)的切換；當(dāng)功能鍵S4按下時(shí)，S2可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增大。S3：接P1.2口，當(dāng)功能鍵S4按下時(shí)，S3可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行減小。S4：接P1.3口，按1次，進(jìn)入調(diào)整白天單價(jià)；按2次，進(jìn)入調(diào)整夜晚單價(jià)；按3次，進(jìn)入調(diào)整等待單價(jià)；按4次，進(jìn)入調(diào)整起步價(jià)；按5次，返回。S5: 接P1.3口, 當(dāng)其按下時(shí)進(jìn)行語音播報(bào)。3.5數(shù)據(jù)顯示電路設(shè)計(jì)數(shù)碼管有共陽極和共陰極兩種接法。若采用共陰極結(jié)構(gòu)，那么陰極公共點(diǎn)接地

21、，各陽極獨(dú)立，接高電平者發(fā)光，陽極接地者呈暗淡。反之則相反。此次設(shè)計(jì)采用共陰極。 LED顯示器與單片機(jī)的接口一般有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。LED采用靜態(tài)顯示與單片機(jī)接口時(shí)，共陰極或共陽極點(diǎn)連接在一起接地或高電平。靜態(tài)顯示器接口電路，在位數(shù)較多時(shí)，電路比較復(fù)雜，需要的接口芯片較多，成本也較高。動(dòng)態(tài)LED顯示接口由于各個(gè)數(shù)碼管共用同一個(gè)段碼輸出口，分時(shí)輪流通電的，從而大大簡化了硬件線路，降低了成本。LED顯示器中每個(gè)發(fā)光二極管要通過5毫安-20毫安的電流才能達(dá)到正常亮度。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象與發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各個(gè)數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)

22、亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。此次設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示，目的就是為了節(jié)省硬件資源。顯示單元由7個(gè)8段共陰極數(shù)碼管組成，采用動(dòng)態(tài)掃描進(jìn)行顯示。74LS244為單向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器，部有8個(gè)三態(tài)驅(qū)動(dòng)器，分成兩組，分別由控制端控制，當(dāng)兩個(gè)控制端接地時(shí)，相當(dāng)于8個(gè)三態(tài)門均打開。由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力有限，本處采用74LS244作為數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。 數(shù)碼管段選位接P2口，用于顯示總金額和顯示里程與單價(jià)；位選接 P0口 ，用于控制數(shù)碼管。電路如圖3-9所示。圖3-9 顯示單元設(shè)計(jì) 3.6 8255接

23、口電路設(shè)計(jì)由于已有的單片機(jī)接口不能滿足所設(shè)計(jì)的全部功能的需要，因此需要對(duì)已有的單片機(jī)接口進(jìn)行擴(kuò)展。本設(shè)計(jì)采用的是8255對(duì)單片機(jī)接口進(jìn)行擴(kuò)展。由于8255是Intel公司專為其主機(jī)配套設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)化外圍接口芯片，因此它與單片機(jī)的連接是比較方便的。采用的比較多的是直接利用地址線的線選法，這種方法雖然要浪費(fèi)大量的地址號(hào)，但譯碼電路比較簡單。單片機(jī)的P0口為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口。數(shù)據(jù)通過P0直接傳送，地址的低8位是需要通過鎖存器74LS373得到的，而地址的高8位則由P0直接傳送。具體電路如圖3-10所示。圖3-10 8255電路原理圖3.7語音播報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要用于向乘客致歡迎詞與里程、單價(jià)、總金額等

24、，以提高司機(jī)的服務(wù)質(zhì)量。由于考慮到目前計(jì)價(jià)器的微型化、智能化，本設(shè)計(jì)采用了集成度較高的ISD2560芯片，其最大的特點(diǎn)是采用EEPROM進(jìn)行模擬信息的直接存取，而不必經(jīng)過A/D和D/A轉(zhuǎn)換，使用方便，且語音音質(zhì)自然，可重復(fù)錄放10萬次。它部帶有話筒放大器、自動(dòng)增益控制時(shí)鐘、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)電路等，工作電壓是5V，可以通過變壓電路將5V電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?V,單片錄放時(shí)間60秒。設(shè)計(jì)過程中可以先將上下車常用的一些用語的語音部分存儲(chǔ)到語音芯片部的不同起點(diǎn)地址中。營運(yùn)過程中根據(jù)上下車的不同狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)不同的語音功能播放。語音芯片工作時(shí)，系統(tǒng)先在主程序調(diào)用放音程序，根據(jù)發(fā)音地址尋找ISD2560中的發(fā)音單元，然后將信

25、號(hào)送到揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。電路如圖3-11所示。圖3-11 語音播報(bào)電路設(shè)計(jì)3.8票據(jù)打印電路設(shè)計(jì)當(dāng)出租車到達(dá)指定地點(diǎn)，司機(jī)通過按鍵產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，通知單片機(jī)AT89S52,單片機(jī)啟動(dòng)打印服務(wù)，將行車的公里數(shù)、單價(jià)、金額、中途等待時(shí)間、日期與上下車時(shí)間等乘車數(shù)據(jù)打印成出租車票據(jù)，共乘客保留。當(dāng)通過按鍵設(shè)定一次數(shù)據(jù)完畢后（如：晝夜單價(jià)、等候時(shí)間、單價(jià)等），系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用讀存儲(chǔ)器程序，將存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。由于保存在AT24C02中的數(shù)據(jù)是不能隨意進(jìn)行改動(dòng)的，因此它具有防作弊功能。此外出租車營運(yùn)過程的一些數(shù)據(jù)也會(huì)保存在其中，以便出租車公司與司機(jī)查詢，方便進(jìn)行管理。本設(shè)計(jì)打印采

26、用煒煌A6熱敏微型打印機(jī)，其工作電壓DC3.5V-9V(在高壓下，打印速度更快，性能更佳)，通訊接口為并口 /串口（TTL/RS232）。我們直接選擇TTL電平和串口打印機(jī)，這樣與單片機(jī)連接電路簡單，程序也不復(fù)雜具體電路如圖3-12所示圖3-12 票據(jù)打印電路設(shè)計(jì)4 軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)主程序在主程序模塊中，需要完成對(duì)各參量和接口的初始化、出租車起價(jià)和單價(jià)的初始化以與中斷、計(jì)算、循環(huán)等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動(dòng)/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器和價(jià)格寄存器，并對(duì)它們進(jìn)行初始化。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志位寄存器的容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)價(jià)等不同的操作。當(dāng)有乘客上車時(shí)，就進(jìn)行語音播報(bào)

27、，并啟動(dòng)計(jì)價(jià)，根據(jù)里程寄存器中的容計(jì)算和判斷行駛里程是否已超過起步價(jià)公里數(shù)。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起步價(jià)來計(jì)算出當(dāng)前的總金額，并將結(jié)果存于總金額寄存器中；中途等待時(shí)，無脈沖輸入，不產(chǎn)生中斷，當(dāng)時(shí)間超過等待設(shè)定值時(shí)，開始進(jìn)行計(jì)時(shí)，并把等待價(jià)格加到總金額里，然后將總金額、里程和單價(jià)通過數(shù)碼管顯示出來，乘客到達(dá)目的地時(shí)，停止計(jì)價(jià)，顯示當(dāng)前應(yīng)付的金額和對(duì)應(yīng)的單價(jià)，并進(jìn)行語音播報(bào)和票據(jù)打印，等乘客下車后，啟動(dòng)出租車，計(jì)價(jià)器檢測(cè)到傳感器的脈沖信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)行清零，并重新進(jìn)行初始化過程，完成一次計(jì)價(jià)。主程序流程如圖4-1所示。圖4-1 系統(tǒng)主流程圖4.2 定時(shí)中斷服務(wù)程序在定時(shí)中斷服務(wù)程序中

28、，每 10ms 產(chǎn)生一次中斷，當(dāng)產(chǎn)生 100次中斷的時(shí)候，也就到了一秒，送數(shù)據(jù)到相應(yīng)的顯示緩沖單元，并調(diào)用顯示子程序?qū)崟r(shí)顯示。 當(dāng)選擇定時(shí)/計(jì)數(shù)器作為定時(shí)器工作時(shí)，計(jì)數(shù)器的加1信號(hào)由振蕩器（晶振）的12分頻產(chǎn)生，即每經(jīng)過1個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器增1，直至計(jì)數(shù)溢出為止。顯然，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。 本設(shè)計(jì)的晶振頻率為12MHZ,初始值計(jì)算過程如公式4-1所示。由于晶振的頻率為12MHz，則計(jì)數(shù)周期為： T=1/（12000000Hz)*12=1us ，本設(shè)計(jì)選用定時(shí)器0，TMOD=0X01,選用模式1，故T0為16為計(jì)數(shù)器，T0計(jì)數(shù)最大值為65536 。要定時(shí) 10 ms，需要計(jì)數(shù)1

29、0000個(gè)1us(計(jì)數(shù)周期）55536轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制即為D8F0,計(jì)數(shù)器從D8F0開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到65536溢出，產(chǎn)生定時(shí)中斷。4.3里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序車每行進(jìn)2米光電傳感器輸出一個(gè)低電平信號(hào)，使單片機(jī)中斷一次，當(dāng)計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖計(jì)數(shù)滿500次時(shí)，使微機(jī)進(jìn)入里程計(jì)數(shù)中斷服務(wù)程序。在該程序中，要完成當(dāng)前行駛里程數(shù)和總額的累加操作，并將結(jié)果存入里程和總額寄存器中。 4.4中途等待中斷程序當(dāng)出租車速度低于1.4米/秒（5公里/小時(shí)） 時(shí)，折算成脈沖后為10s小于7個(gè)，若10S后仍然低于這個(gè)速度沒有輸出信號(hào)，片的 T1定時(shí)器便被啟動(dòng)，每當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)5鐘，就對(duì)當(dāng)前金額加上中途等待的單價(jià)，以后每五鐘都自動(dòng)加上

30、中途等待的單價(jià)。當(dāng)中途等待結(jié)束的時(shí)候，也就自動(dòng)切換到正常的計(jì)價(jià)。4.5 顯示程序顯示程序利用定時(shí)器每10ms產(chǎn)生一次中斷，相應(yīng)變量置位，點(diǎn)亮一個(gè)數(shù)碼管，顯示一位數(shù)據(jù)，利用主函數(shù)的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描顯示，同時(shí)根據(jù)數(shù)碼管余輝和人眼暫留現(xiàn)象，即可實(shí)現(xiàn)顯示。4.6 計(jì)算程序計(jì)算程序根據(jù)里程數(shù)分別進(jìn)入不同的計(jì)算公式。如果里程大于3公里，則執(zhí)行公式：總金額=起步價(jià)+（里程-3）*單價(jià)+等待時(shí)間*等待單價(jià)；否則，執(zhí)行公式：總金額=起步價(jià)+等待時(shí)間*等待單價(jià)。程序流程圖如圖4-2所示。圖4-2 計(jì)算程序流程圖4.7鍵盤掃描程序鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒有按鍵按下的時(shí)候，單片循環(huán)主程序，一旦有按鍵按

31、下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。鍵盤程序流程圖如圖4-3所示。圖4-3 鍵盤掃描流程圖5實(shí)驗(yàn)調(diào)試與結(jié)果分析5.1電路的安裝與調(diào)試經(jīng)過一段時(shí)間的焊接，做成的實(shí)物如圖5-1所示。圖5-1 實(shí)物圖將實(shí)物焊接好后，對(duì)實(shí)物進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試中的實(shí)物，如圖5-2所示。圖5-2 實(shí)物調(diào)試圖電路的焊接與調(diào)試是畢業(yè)設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜的一部分，任何一方面出現(xiàn)問題都會(huì)導(dǎo)致制作實(shí)物的失敗，我們需要在一次次的調(diào)試當(dāng)中去不斷改進(jìn)，是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一次全方位的考驗(yàn)。在出租車計(jì)價(jià)器的系統(tǒng)中，我們采用USB接口直接供電，滿足計(jì)價(jià)器完成修改單價(jià)、顯示、計(jì)價(jià)等功能所需的電壓要求。傳感器的選擇方面，考慮到對(duì)路程里數(shù)的測(cè)試我們選

32、用了RPR-220光電傳感器非常適合我們的設(shè)計(jì)要求。 我們?cè)贚ED數(shù)碼管的挑選上也是經(jīng)過考慮和篩選的，共陰的8段數(shù)碼管的段選線時(shí)連在一起的，通過74LS244進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，高電平時(shí)點(diǎn)亮相應(yīng)的段。要注意的是如果選擇的掃描頻率不合適，可能會(huì)出現(xiàn)小數(shù)點(diǎn)閃動(dòng)的情況。但只要掃描頻率不小于24 Hz，人眼就感覺不到顯示器的閃爍。本系統(tǒng)采用36 Hz的掃描頻率，掃描脈沖由相應(yīng)的外圍電路提供。 模擬車輪我們采用電動(dòng)機(jī)附帶光電傳感器，車輪轉(zhuǎn)到時(shí)，傳感器能夠模擬檢測(cè)車輛行走里程。我們?cè)O(shè)車輪的周長是2米，車輪每轉(zhuǎn)一圈，傳感器就檢測(cè)并輸出信號(hào)，引起單片機(jī)的中斷，對(duì)脈計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的一定圈數(shù)時(shí)單片機(jī)就自動(dòng)在金額上加數(shù)。

33、另外，為了使得系統(tǒng)更人性化，我們用外殼將所有的電路都包了起來，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的安全性。5.2計(jì)價(jià)單元測(cè)試與分析測(cè)試中我們主要從白天、晚上兩種模式分別測(cè)試各項(xiàng)功能。再按照不同的單價(jià)、行車?yán)锍虂碛?jì)算總金額，將白天和晚上單價(jià)分別設(shè)為三個(gè)數(shù)值，讓汽車行駛不同的里程，來測(cè)試所做出的實(shí)物是否符合要求。設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)為3公里以以起步價(jià)8元計(jì)，超過3公里以每公里按設(shè)定單價(jià)計(jì)價(jià)，假設(shè)模擬車輪轉(zhuǎn)一圈實(shí)際車輪轉(zhuǎn)2圈，測(cè)試結(jié)果如表5-1所示。表5-1 里程計(jì)價(jià)測(cè)試數(shù)據(jù)模式單價(jià)（元）里程（公里）總金額（元）白天2.51025.52.0281.518晚上3.57223.028 2.55 13由表可以看出，測(cè)試結(jié)果與理論值相符

34、，系統(tǒng)比較穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。5.2中途等待測(cè)試在計(jì)價(jià)模式下，如果車輪低于1.4米/秒（5公里/小時(shí)）在時(shí)，若10秒沒有改變這種狀態(tài)，則進(jìn)入中途等待模式下，屏幕會(huì)進(jìn)入等待計(jì)價(jià)狀態(tài) ，5分鐘后計(jì)價(jià)器自動(dòng)增加0.5元。5.3掉電單元測(cè)試不管系統(tǒng)處于何種狀態(tài)，當(dāng)電源小于5V時(shí)，能把當(dāng)前界面所有信息保存起來，從新上電后能顯示原來界面。6總 結(jié)由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)為主控器，以RPR-220光電傳感器測(cè)距，實(shí)現(xiàn)出租車的多功能計(jì)價(jià)設(shè)計(jì)，并采用AT24C02實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)掉電的時(shí)候保存單價(jià)和系統(tǒng)時(shí)間等信息，輸出采用8段共陰數(shù)碼管顯示，而且具有語音播報(bào)和打印功能，十

35、分人性化。本出租車計(jì)價(jià)器具有功能強(qiáng)、性能可靠、電路簡單、成本低的特點(diǎn)，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其具有很高的智能化水平。通常在不同的時(shí)間，不同的情況下都會(huì)有不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn);白天、晚上和中途等待，我們考慮后首選用開關(guān)來實(shí)現(xiàn)這些切換功能，簡單方便，同時(shí)顯示器會(huì)顯示相應(yīng)的指示。最大的方便了司機(jī)的計(jì)費(fèi)控制，并且能根據(jù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的變化而發(fā)生相應(yīng)的跳動(dòng)計(jì)價(jià)。但是在我們?cè)O(shè)計(jì)和調(diào)試的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，譬如計(jì)價(jià)的金額數(shù)有限，實(shí)際的里程可能會(huì)很遠(yuǎn)，會(huì)超出我們的顯示圍，我在這次設(shè)計(jì)中將最大金額設(shè)置到了1000，基本上能夠滿足大部分乘客的需求。通過這次對(duì)畢業(yè)論文的編寫以與電路的設(shè)計(jì)，讓我更加深刻的認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)踐相

36、合的重要性。在論文的編寫過程中， 查閱了不少的相關(guān)資料，使我對(duì)AT89S52單片機(jī)、RPR-220光電傳感器、ISD2560等芯片有了更進(jìn)一步的了解和掌握，同時(shí)也體現(xiàn)出了自己專業(yè)知識(shí)學(xué)得不扎實(shí)，特別是在電路制作過程中，由于缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)單片機(jī)的很多功能還不能熟練的掌握。所以在今后的工作和學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，不斷以理論和實(shí)踐相結(jié)合，拓寬知識(shí)面，不斷提高自己以適應(yīng)社會(huì)的挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)人生的自我價(jià)值。致 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促指導(dǎo)，以與一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們的支持，想要完成這

37、個(gè)設(shè)計(jì)是很困難的。 在這里首先要感我的指導(dǎo)老師老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從開始查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期報(bào)告，后期的詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩老師的專業(yè)平外，他的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。 其次要感和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的幾個(gè)同學(xué)，他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中在資料查找、糾錯(cuò)、程序的修改方面給了我許多好建議，加快了畢業(yè)設(shè)計(jì)的速度。在此再次對(duì)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給予過我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)致以真誠的意。參考文獻(xiàn)：1晶電路設(shè)計(jì)與制版Prote199高級(jí)應(yīng)用M：人民郵電，2000：120-125

38、2康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分M4版：高等教育，2003：309-3173何立民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編M：航天航空大學(xué)，1999：60-784恢先，黃輝先單片機(jī)原理與應(yīng)用M：國防科技大學(xué)，2003：241-2535科技單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航M：人民郵電， 2004：256-2646譚浩強(qiáng)C語言程序設(shè)計(jì)M：清華大學(xué)2005:80-867建領(lǐng).51系列單片機(jī)開發(fā)寶典M. :電子工業(yè).2007:98-1128丁錦滔. PIC單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)J. 電子制作 2010,1:57-599穎. 多功能出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì)J. 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)， 2009,9:114-116 10 曾若淵 . MCS一51定

39、時(shí)/計(jì)數(shù)器在出租車計(jì)價(jià)器中的應(yīng)用 J. 電子制作 , 2010,2 :29-30,6311 胡大友. 新型出租車計(jì)價(jià)器模塊的應(yīng)用 J. 國外電子元器件, 2010,4 :55-58,6812 翔, 王勇軍. 基于Proteus的多功能出租車計(jì)價(jià)器設(shè)計(jì) J.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 , 2010,3 :35-37附錄A 系統(tǒng)源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include “voice.c”#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define delayNOP()

40、 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();uchar code table= 0x3F, /"0" 0x06, /"1" 0x5B, /"2" 0x4F, /"3" 0x66, /"4" 0x6D, /"5" 0x7D, /"6" 0x07, /"7" 0x7F, /"8" 0x6F, /"9"sbit exter=P33;/外部中斷sbit

41、 S1=P10;/清零鍵sbit S2=P11;/切換/單價(jià)增加鍵sbit S3=P12;/單價(jià)減少鍵sbit S4=P13;/功能鍵sbit SCL=P17; /IIC引腳sbit SDA=P16;sbit p00=P00;sbit p01=P01;sbit p02=P02;sbit p03=P03;sbit p04=P04;sbit p05=P05;sbit p06=P06;sbit p07=P07;sbit MOTOR=P32;/電機(jī)控制端口sbit LED=P35;/光電傳感器LED控制端口int inter,aa,bb,temp=0,temp1,WHEEL_speed=0;uint

42、zongjine,licheng,dengdai;uint S4num,qiehuantemp,delaytemp;uchar danjia1,danjia2,danjia3,danjia,qibu,sign=0;void delay(uint x) /延時(shí)時(shí)基為1ms int i,j; for(i=x;i>0;i-) for(j=340;j>0;j-);void start() /IIC開始位 SDA = 1; SCL = 1; delayNOP(); SDA = 0; delayNOP(); SCL = 0; void stop() / IIC停止位 SDA = 0; dela

43、yNOP(); SCL = 1; delayNOP(); SDA = 1; void respons() /IIC應(yīng)答位 uchar i; SCL=1; delayNOP(); while(SDA=1)&&(i<250) i+; SCL=0; delayNOP(); uchar read_byte() / 從EEPROM讀到MCU uchar i,j; for(i=0;i<8;i+) SCL=1; j<<=1; j|=SDA; SCL=0; return(j); void write_byte(uchar date) / 從MCU寫到EEPROM uch

44、ar i,temp; temp=date; for(i=0;i<8;i+) temp=temp<<1; SCL=0; delayNOP(); SDA=CY; delayNOP(); SCL=1; delayNOP(); SCL=0; delayNOP(); SDA=1; delayNOP(); void write_data(uchar addr, uchar date) / 在指定地址addr處寫入數(shù)據(jù)date start(); write_byte(0xa0); respons(); write_byte(addr); respons(); write_byte(date

45、); respons(); stop(); uchar read_data(uchar addr) / 在指定地址addr讀取數(shù)據(jù) uchar date; start(); write_byte(0xa0); respons(); write_byte(addr); respons(); start(); write_byte(0xa1); respons(); date=read_byte(); stop(); return date;void display(uint zongjine,uint licheng,uint danjia)/數(shù)碼管顯示 uint ai,jshi,jge,jxi

46、aoshu,lshi,lge,dshi,dge; uint numwei,numshu; ai=zongjine/1000;/總金額 jshi=zongjine%1000/100; jge=zongjine%1000%100/10; jxiaoshu=zongjine%1000%100%10; lshi=licheng/10;/里程 lge=licheng%10; dshi=danjia/10;/單價(jià) dge=danjia%10; if(aa)/數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 aa=0; numshu+;/動(dòng)態(tài)掃描次數(shù) if(numshu=8) numshu=0; P0=0xff; switch(numwei)/數(shù)