智能出租車計價器設(shè)計

2016屆本科畢業(yè)設(shè)計智能出租車計價器姓名：陳蒙蒙學院：物理與電氣信息學院專業(yè)：電子信息工程學號：140331001指導教師：陳梅2016年5月15日目錄TOC\o"1-3"\u摘要與關(guān)鍵詞2001200351.26.33.545.5—3.513——3.5S1S2S3S41次1次圖14S1切換顯示屏〔1〕S1按鍵的作用當出租車不動時，第一次按下S1，清晰的數(shù)據(jù)會顯示在分屏上；當出租車走時，顯示屏顯示的僅僅是總金額與單價,見圖11(45.5元，3.5元/公里〕；當?shù)诌_目的地時，乘客有可能會提出看總里程，這時就可以再一次返回到按S1鍵，它會瞬間切換顯示里程和單價，見圖12〔總的里程是13公里，3.5/公里〕?！?〕S2按鍵的作用在按S1之后，該實行對單價的調(diào)整，這時候按一下S2，那么是對白天的調(diào)整；又返回再按一下S1，那么是對晚上的調(diào)整，最后按S1那么是對中途等待調(diào)整。在前面價格的轉(zhuǎn)換，告一段落之后，該輪到時間切換，按S2，設(shè)定調(diào)整時；開始按S1進行分的轉(zhuǎn)換，再次按S1秒轉(zhuǎn)換。對時的轉(zhuǎn)換結(jié)束后，最后按S2又開始運行單價?！?〕S3按鍵的作用在單價與金額顯示期間，當?shù)谝淮伟碨3那么進行里程和單價〔13公里，3.5元/公里〕的顯示；第二次按S3鍵，就能夠返回到單價及金額?！?〕S4按鍵的作用第一步：當按下S1鍵后，接著第一次按S4鍵，見圖13所示〔從右到左〕這時設(shè)為晚間單價〔6.9元〕；第二步：倘假設(shè)第二次不按S4，設(shè)置單價為白天〔3.5元〕；第三步：晚上的單價終止后，再按S4設(shè)中途等待〔1.2元〕；三步都要啟動計價器。當?shù)谌浇Y(jié)束，再次按S4，那么回到了時間的顯示，見圖10〔12點0分35秒〕。用于數(shù)據(jù)顯示電路的LED數(shù)碼管顯示器共6個，使用動態(tài)顯示，段選碼可以用8位的輸出口進行輸出，在這里用的是P1端口；位選碼采用的是6位的輸出口進行輸出，用的是P0端口的P3.2腳至P3.9腳。該電路上也需要300歐姆的限流電阻。75LS245是8路同相三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動芯片，具有雙向三態(tài)功能，即可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。該電路的任務是：采用AT89S51單片機控制，P1口輸出顯示段碼，經(jīng)由一片74LS245驅(qū)動輸出給LED數(shù)碼管，P0口輸出位碼(片選)給LED數(shù)碼管。通過動態(tài)掃描程序使6個數(shù)碼管顯示具體數(shù)字。數(shù)據(jù)顯示電路圖見圖15所示：圖15數(shù)據(jù)顯示電路圖2.3系統(tǒng)軟件的設(shè)計2.3.1模塊概述本設(shè)計主要用到的模塊為6個，見表6：表6模塊設(shè)計2.3.2主程序設(shè)計在主程序中，需要完成一些初始化的工作，它們是每一個接口的芯片、出租車單價與起價等。在主程序里，用到里程和價格存放器，并對其處理初始化。接下來，主程序會把每一個標志存放器的信息，來進行啟動、計價等各不相同的運行。按S1，開始計價，看行駛里程是不是已經(jīng)越出起價的要求，這當然要里程存放器來完成任務，計算和做出正確的判斷。如果已經(jīng)超過，此時的累積價格會由起步的數(shù)據(jù)、單價數(shù)及里程數(shù)完成，會把得到的詳細價格數(shù)保存在對應的存放器。然后，把積攢在一起的金錢運到顯示電路中，顯現(xiàn)結(jié)果。當?shù)诌_終點站時，霍爾傳感器A44E不送信號，價格的計算就暫停。這時就會顯示乘客需要交給司機的金額。當出租車走的時候，啟動計價器，系統(tǒng)會自動地清零，并往復前面的過程。如主程序流程圖16所示：開始開始按下S1?按下S4?按下S4?按下S4?有里程中斷?夠一公里?按下S3?傳感器有信息?按下S3?設(shè)定默認單價〔白天〕啟動計價器設(shè)定晚上單價設(shè)定中途等待單價停止計價和里程計數(shù)總路程+1總金額+1顯示金額和單價顯示路程和單價返回時間顯示NNNNNNNYYYYYYYYYN圖16主程序流程圖2.3.3定時計數(shù)中斷程序在該程序中，一次完美的中斷就是每到達100ms的時候，當?shù)竭_10次中斷，即是1s。這時候可以把有效的數(shù)據(jù)迅速地運到相對照的緩沖單位，接下里會調(diào)用子程序并返回。如圖17給出的流程圖：2.3.4里程計算中斷程序該程序，AT89S51每中斷一次，就是一個低電平信號的發(fā)出，它來源A44E。里程計數(shù)器接受脈沖信號時，會累加計算，到達一千次，程序自動地讓金額相加一塊，會使系統(tǒng)進入該程序中。2.3.5中途等待中斷程序在該程序中片內(nèi)的定時器T1，假設(shè)處于開啟的情況下，這時系統(tǒng)就會開始計時，而A44E是關(guān)閉的狀況，不再輸出任何有用信號[13]。系統(tǒng)會在每十分鐘記錄一次時間，它可以把當前的價格再加上半途等候的單價。往后每間隔10min，就會自動執(zhí)行以上的操作，完成了中途等候，又會恢復正常的計價。保護現(xiàn)場保護現(xiàn)場重置計數(shù)初值送數(shù)據(jù)到顯示緩沖單元調(diào)用顯示子程序恢復現(xiàn)場并中斷返回中斷10次YN開始圖17定時計數(shù)中斷程序顯示子程序由于是數(shù)據(jù)分屏顯示，需要用上的4個顯示子程序，見表7所示：表7子程序表鍵盤程序當按鍵沒按下時，AT89S51往復主程序；當按下時，該對子程序進行整理，當完成了整理便返回。此程序采用的是查詢的方法。3實驗結(jié)果3.1里程計價的測試記錄實驗裝置采用的是車輪，它上面裝有電動機并附加霍爾元器件?！惨?qū)嶒灄l件有限〕把3V的直流電機作為電機，該車輪在每分鐘的轉(zhuǎn)速，到達上千轉(zhuǎn)。假設(shè)設(shè)置車輪滾動一米，這時候電機轉(zhuǎn)一圈，那么電機轉(zhuǎn)到一千圈，這時候車行駛了一公里，會驅(qū)使系統(tǒng)把當前的單價自動地加到總金額上。設(shè)定白晝單價是3元，起步價是6元〔包括4公里〕，下表是各個差異里程的測試結(jié)果：表8白晝單價的統(tǒng)計里里51015212632總金額理論92439577390實際9.51324.0143957.2473.44290行駛里程理論51015212632實際51014.6721.4526.0131.146設(shè)定晚間單價是3.5元，起步價是6元〔包括4公里〕，下表是各個差異里程的測試結(jié)果：表9晚間單價的統(tǒng)計公公里51015212632總金額理論9.52744.565.583100實際9.52743.95365.583.02100.02行駛里程理論51015212632實際51014.9720.8883.0399.041設(shè)定單價是3元的時候，車已經(jīng)走了10〔24元〕公里，因路途中交通堵塞需要進行中途等待，起步價是6元〔包含4公里〕為了計算方便以10分鐘作為1公里，表10為該記錄：表10中途等待價格的統(tǒng)計時間當前金額203050608090總金額理論303339424851實際30.02332.85638.76842.02140.00150.966由以上的數(shù)據(jù)見表4、表5、表6可知，該設(shè)計中系統(tǒng)的計價作用相當穩(wěn)定可靠，產(chǎn)生的誤差小一些，接近于零。3.2掉電存儲的測試記錄該測試中，系統(tǒng)在掉電前和上電后的具體數(shù)據(jù)的詳細記錄如下表所示：表11掉電存儲的統(tǒng)計白晝單價晚間單價中途等待單價掉電前3.03.53.0重新上電后3.03.53.04結(jié)語實驗數(shù)據(jù)說明：該智能出租車計價器在白晝、晚間、中途等待期間，它們對系統(tǒng)計價水平把握的比擬好，誤差相當小。使該計價器的性能具有很好的可靠性、較強的實用性、強大的功能性、簡單的電路、廉價的本錢優(yōu)勢，使其擁有極高的智能化。它的一體化表現(xiàn)在時間的計算、價格的計算、里程的計算、存儲等很多實用的功能。以前的計價器沒有那么的精確，又不那么的真實，用的時候壽命還特別的不長久等劣勢，但是在該設(shè)計中賦予它高級的智能化，可以克服此缺點。在現(xiàn)代先進科技技術(shù)高超的美好社會中，給人們帶來方便又明了的出租車計價器越來越具有合理性，能夠很好的滿足市場的需求。雖然在該設(shè)計過程中，運用到的系統(tǒng)在大一些方面占有一定的優(yōu)勢。但是缺乏的地方還是存在的，例如：在抗干擾能力方面，單片機是比擬強，但不如PLC，且PLC的計價是貴了點，這就不能符合以經(jīng)濟作為中心的設(shè)計理念。另外，在我們?nèi)粘Ｉ钪?，行駛路程中可能會較遠一些，這時就超過了計價器的顯示范圍，在金額的位數(shù)上受限啦。此外，如果設(shè)計中再用上有語音方面提示的作用，那樣會使計價器的功能展現(xiàn)的比擬完美，表達強勁的生命力。雖然以上呈現(xiàn)出缺乏，但采用單片機作為本設(shè)計的控制中心，還是能夠到達令人滿意的效果。與此同時，本設(shè)計的正確性也得到了有效的肯定。參考文獻[1]許良雄.基于數(shù)字電路出租車計價的設(shè)計與分析[J].中國集成電路,2011(12):73-78.[2]張毅剛.單片機原理及應用[M].北京:高等教育出版社,2010.[3]曹冬.基于AT89S51的新型打鈴器的研制[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2005(10):20-21.[4]王會.AT89S51單片機原理及應用技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2015.[5]王素芹.基于單片機的出租車計價器的設(shè)計[J].電子世界,2011(12):49.[6]JonesWulenskl,VHDLDigitalSystemDesign[D].北京:電子工業(yè)出版社,2004,10-105.[7]舒濤，伍元超，李明.基于AT89S51單片機的出租車計價器系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010(22):57-59.[8]丁元杰.單片機原理及應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.[9]樓然苗.51系列單片機原理及應用[M].北京:北京航空航天大學出版社,2014.[10]翟敏煥.基于單片機的出租車計價器設(shè)計[J].現(xiàn)代計算機〔專業(yè)版〕，2014(01):64-67.[11]楊恢光.黃輝光.單片機原理及應用[M].長沙:國防科技大學出版社,2003.[12]黃代福.出租車計價器傳感器原理及檢測[J].計量與測試技術(shù)，2006(08):20-21.[13]Ur,owitzHennerydetectionofunknownsdeterministicsignals[J].ProceedingoftheIEEE.4.1967.523-531.致謝本設(shè)計是在陳梅老師的精心指導下完成的。從整個設(shè)計的過程中，總是會遇到一些難題，通過從網(wǎng)上和圖書館查閱資料，和同學的幫助及陳老師的指點分不開，才使我的論文可以完成。我要特別感謝我的指導老師——陳梅老師，無論是在指導開題報告階段，還是在畢業(yè)設(shè)計階段，她都給予了我不斷指導與鼓勵，正是這樣我才能順利地完成我的畢業(yè)設(shè)計，她那種對待學生和藹可切的態(tài)度，對待工作一絲不茍的精神，都值得我們每一個人學習。陳老師不僅要上課，還要在繁忙的教學工作中抽出時間來仔細閱讀我的論文，并指出該論文中存在的問題，教我應該