基于单片机的出租车计价器设计.docx

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1、目录摘要IAbstractII1绪论11.1课题研究背景112课题主要内容113预期目标12.总体方案设计31 .1系统总体方案设计32 .2主要器件选型31.1.1 1单片机选型31.1.2 2.2里程测量传感器选型41.1.3 2.3数据存储芯片选型41.1.4 按键选型41.1.5 时钟芯片选型51.1.6 显示模块选型51.1.7 2.7语音播报芯片选型53.硬件设计63.1 单片机最小系统设计63. 11单片机简介63. 12最小系统73. 2里程测量模块81.1.8 2.1霍尔传感器工作原理83.2.2 里程测量电路设计93.2.3 霍尔传感器的安装103.3数据存储模块113.

2、3.1AT24C02简介114. 3.2数据储存电路设计113. 4时钟模块123.4 .1DS1302芯片123.5 .2实时时钟电路设计133.5显示模块133.5.11CD1602简介133.5.2显示模块电路设计143.6语音播报模块143.6.1WT588D简介143.6.2语音播报模块电路设计163. 7按键模块164 .软件设计174. 1主程序程序流程图175. 2DS1302程序流程图186. 31CD1602程序流程图197. 4WT588D程序流程图218. 5里程测量程序流程图235 .制作和调试255. 1软件仿真256. 2硬件制作26结论28参考文献29出租车作为

3、一种城市中非常重要的公共交通工具，他与人们的生活息息相关。所以我也设计了一款出租车计价器，它采用模块化设计，包含里程测量模块、数据存储模块、按键模块、时钟模块、显示模块、语音播报模块六大主要模块。本设计的出租车计价器是以STC89C52单片机为核心，利用霍尔传感器在磁场变化时产生脉冲的原理实现里程测量，并将单价储存在片外储存芯片中，以防止断电后数据丢失。系统控制是用了六个独立的按键，它们分别负责调整时间、时间加、时间减、切屏、白天夜晚切换、开始暂停等功能，司机通过它们完成对计价器的使用与调整。还用了DS1302芯片做了一个实时时钟，它有双电源可以实现断电也不用调时的功能。显示用的是1CD160

4、2液晶屏，可以显示里程和单价等内容。最后用了WT588D语音芯片实现语音播报，要先将语音录制好并存入芯片，使用时按照语音地址进行调用，将一个个地址组合起来就可以实现播报一句话。最终，该计价器可以实现计程计价、计时计价、白天/夜晚不同价格计价的功能，并在行程结束可以语音播报价格和行驶里程，空车时还可以用来显示年月日、时间及星期等信息O关键词：出租车计价器；单片机；霍尔传感器；模块化AbstractAsaveryimportantmeansofpub1ictransportationinthecity,thetaxiisc1ose1yre1atedtopeop1e,s1ives.Therefore

5、,Ia1sodesignedataximeter,whichadoptsmodu1ardesign,inc1udingsixmajormodu1es:mi1eagemeasurementmodu1e,datastoragemodu1e,buttonmodu1e,c1ockmodu1e,disp1aymodu1eandvoicebroadcastmodu1e.ThetaximeterofthisdesignisSTC89C52sing1echipasthecore,usingtheprincip1ethatha11sensorproducespu1seswhenthemagneticfie1dc

6、hanges,andstorestheunitpriceintheoff-chipstoragechiptopreventdata1ossafterpowerfai1ure.Thesystemcontro1usessixindependentkeys,theyareresponsib1eforadjustingthetime,timeaddition,timereduction,screencutting,dayandnightswitching,starttopauseandotherfunctions,thedrivercomp1etestheuseandadjustmentoftheme

7、terthroughthem.1ta1sousesarea1-timec1ockwiththeDS1302chip,whichhasdua1powersupp1iestopoweroffwithouttiming.Thedisp1ayisa1CD16021CDscreen,whichcandisp1aymi1eageandunitprice.Fina11y,theWT588Dvoicechipisusedtorea1izevoicebroadcast.Thevoiceisfirstrecordedandstoredintothechip,andthevoiceaddressisused,and

8、theaddresscanbecombinedtobroadcastasentence.Fina11y,themetercanrea1izethefunctionofpricing,timing,day/nightpricing,andcanvoicebroadcastthepriceandrangeattheendofthetrip,andtheemptycarcana1sobeusedtodisp1ayinformationaboutyear,month,timeandweek.Keywords:taximeter;MCCM;Ha11sensor;modu1arity1.绪论1.1课题研究

9、背景出租车这个行业发展至今差不多50年了，它的整个系统从刚刚起步到现在已经很完善了，现在的出租车行业已经有一个完善的体系。虽然家用车在增加但是社会对出租车的需求一直都没有下降，现在的年轻人、大学生出门几乎都是打车出行，所以出租车计价器的设计前景还是很好的。因此，设计一款计价明确、提示清晰的出租车计价系统是十分必要的mo12课题主要内容关于本次的出租车计价器设计，将利用现阶段正飞速发展的集成电路资源。现在芯片已经成为几乎各行各业都需要的东西了，也是因为芯片的存在让原来极其复杂的电路变得简单化。单片机的存在使得一个系统可以通过编程实现各种复杂的功能，尤其是在控制、智能化等方面。单片机的高度集成化也

10、让各个产品体积缩小，让电路简单、稳定，而且功耗也低。本次设计的出租车计价器主要能实现以下几个功能：首先，作为出租车计价器其具有最基本的计程计价的功能，三公里以内按起步价收取，三公里以外超出部分按每公里单价收取；第二，根据实际情况设置了白天和夜晚两种收费方式，采用一键切换的方式，司机根据时间手动切换这两种计价方式，夜晚计价模式起步价与白天相同，但是单价比白天高；第三，考虑到乘客可能中途有事需要司机等待的情况设置了停车等待模式，在乘客需要等待时司机按下等待按钮，计价器切换至按等待时间计费的方式，等乘客上车出发时司机可以按等待按钮切回正常计价模式；第四，看到现实中出租车的计价器屏幕都很小，乘客坐后排

11、不仔细可能就看不见屏幕上显示的内容，所以设置了语音播报的功能，在乘客到达目的地后司机按结算按钮，系统会对行驶里程以及总的费用进行播报；第五，为了增加计价器的实用性，做了一个实时时钟的功能，没有乘客时可以切屏显示实时的年月日、时间和星期；另外，计价器的单价可以根据具体情况调整，时间也可以调整，单价调整完会实时存储，重新开机不需要再次调整，时间也是采用的实时时钟调整后重新上电不需要再次调整。1.3预期目标研究过现有的计价器后，我发现计价器最重要的部分就是行驶里程的测量,现有的里程测量装置有纯机械式的，也有电子式的。在学过传感器后我觉得使用一个合适的传感器做出来的里程测量装置肯定比机械式的计量精准，

12、而且结构简单稳定，所以我所设计的出租车计价器将采用传感器作为里程测量的装置。而单单有一个传感器也无法实现里程测量的功能，所以这里及还需要一个单片机，单片机可以通过程序对传感器获得的数据加以处理最后得到里程的数据。完成里程测量后还需要对这些数据进行显示，所以需要选择一块液晶屏幕用于相关数据的显示，再加上几个按键用于调整，整个计价器就完成了基本设计。我觉得我设计的计价器应该测量行驶里程的精度能达到01千米，在三公里内按起步价收取乘车费，超出三公里时超出部分按单价计费此时计费也能实现按0.I千米的精度计费0,能实现白天和夜晚按不同单价计费，能在堵车或者乘客半路有事需要等待时按等待计费，结算时能对行驶

13、里程和金额进行语音播报，空车时可以当作时钟使用。2.总体方案设计本章节主要讲述出租车计价器系统的总体设计方案，工作原理以及主要的器件模块。第一节给出了总体方案，工作原理以及系统框图，第二节讲了主要的几大模块和各个模块的主要器件选型。2.1系统总体方案设计本设计是以单片机为核心，由单片机收集和控制各个模块的信息和功能。首先里程测量模块会在计价器开启后实时检测车辆的行驶里程，并将信号送到单片机中由单片机对信号加以处理从而获得车辆的行驶里程信息。数据存储模块用于单价的储存，每次调整单价时单价信息都会实时存入数据存储模块中，用于重新上电的数据恢复。按键模块是用来控制计价器的，通过它司机才能对单片机进行

14、人为控制，比如启动计价器和调整时间等等。时钟模块用于闲时的实时时钟显示和等待计价的计时。显示模块就是用来显示时间、行驶里程、单价、总价等等一些总要的信息，司机和乘客都可以通过它了解计价器的工作状态。语音播报模块就是为了方便司机和乘客的一个人性化设计，当乘客到达目的地时语音播报会报出该行程中出租车测总行驶里程和总的价格，方便司机计算也方便乘客知晓行程信息。本设计的出租车计价器系统框图如图2.1所示。图2.1出租车计价器系统框图2.2主要器件选型2.2.1单片机选型本设计采用单片机作为核心控制器件，因为单片机可以通过编程完成对各种传感器、芯片等器件的控制以及算术运算，编程自由灵活，功能强大并且稳定

15、可靠。考虑在51系列的STC89C52单片机和STM32单片机选择其一。备选一：STM32单片机，由名字可知其为32位的单片机，查阅资料可知其引脚数远多于51系列单片机，RAM容量也远大于51单片机。它的功能非常强大但是价格偏高，编程也较为复杂。备选二：STC89C52单片机，为8位单片机，价格便宜、编程简单，共有32个引脚，8KRAMo综合考虑，本设计并不是特别复杂，51单片机已经可以完全胜任，而且上课我们学习的也是51单片机，对该单片机的编程和使用都比较熟悉。并且其I/O口足够使用，所以选择51单片机作为本设计的核心控制器。2.2.2里程测量传感器选型里程测量模块是计价器系统中除主控器件外一个非常重要的模块，以前的车辆时速表和里程表全部都是采用纯机械结构的测量装置，结构简单但是易损坏，测量精度也不是很高。而在传感器飞速发展的今天，计量不准等问题很好的被解决了，庞大的机械测量装置被一个小小的传感器所取代，所以本设计的里程测量模块采用传感器测量行驶路程。车速里程表不但可以应用于汽车，还可以应用于放电机、电动机、卷扬机、加工机床等，测量电机的转速口。为了测量行驶路程,考虑使用以下两种类型的传感器之一：光学传感器和霍尔效应传感器。备选一：接近式光学传感器，通常接近式光学传感器用于检测由不透明材料制成的物体的存在。它们的特点是高开关频率和小尺寸，但是光学系统对环境要求很高。备选