基于單片機(jī)的出租車計價器設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　201 屆畢業(yè)設(shè)計說明書模板</p><p>　　基于單片機(jī)的出租車計價器設(shè)計</p><p>　　院 、 部： 電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p&g

2、t;　　職 稱: </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　完成時間： </p><p><b>　　摘 要</

3、b></p><p>　　隨著時代的發(fā)展，出租車已經(jīng)成為一個城市公共交通的重要組成部分。出租車計價器是出租車營運(yùn)收費(fèi)的專用智能化儀表，是出租車不可缺少的重要工具。它是乘客和司機(jī)的交易準(zhǔn)則，關(guān)系到交易雙方的利益。多年來國內(nèi)普遍使用的計價器只具備單一的計量功能，隨著出租車行業(yè)的日漸發(fā)展,從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少與乘客的糾紛出發(fā),這種單一功能計價器越來越不能滿足人們的需要。因此出租車計價器的技術(shù)也在不斷改進(jìn)與創(chuàng)新，

4、設(shè)計出良好性能的多功能出租車計價器顯得尤為重要。</p><p>　　本設(shè)計利用單片機(jī)AT89S52 為核心設(shè)計一款多功能出租車計價器,通過A44E霍爾傳感器檢測出租車運(yùn)行里程，脈沖的提取。運(yùn)用單片機(jī)實現(xiàn)對液晶顯示LM016L的控制,同時完成整個出租車計價器信號的讀、寫處理。由于仿真中無法實現(xiàn)A44E霍爾傳感器，在仿真中以脈沖發(fā)生器代替，用不同頻率的脈沖模擬不同的車速，根據(jù)每秒傳送的脈沖數(shù)程序判別汽車是處于高速行

5、駛還是等待狀態(tài)，自動跳轉(zhuǎn)到通過計程計費(fèi)還是計時計費(fèi)。該計價器能實現(xiàn)里程與計價顯示、時鐘顯示等功能。它比市場上的一些計價器使用更方便, 功能更全，能為加強(qiáng)出租車行業(yè)管理提供可靠的依據(jù)。采用單片機(jī)進(jìn)行的設(shè)計，相對采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計的計價器來說功能更為強(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崿F(xiàn)設(shè)計要求，且靈活性強(qiáng)，不但能通過軟件編程實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，還可以方便的對系統(tǒng)進(jìn)行升級。</p>

6、;<p>　　關(guān)鍵詞：出租車計價器；單片機(jī)；液晶顯示；霍爾傳感器</p><p>　　ABSTRACT </p><p>　　With the development of the times, has become a city taxi important part of public transportation. Taxi meter taxi operating

7、costs is dedicated intelligent instruments, is an important and indispensable tool for a taxi. It is the passengers and the driver's trading standards related to the interests of both parties. For many years, widespr

8、ead use of the meter have only a single measurement functions, with the gradual development of the taxi industry, from management to strengthen the industry as</p><p>　　This design uses a single-chip AT89S52

9、 as the core design Multifunctional taxi meter, taxi via Hall sensor A44E running mileage, pulse extraction. Use MCU for LCD LM016L control, while completing the entire taxi meter signal read-write process. As the simula

10、tion can not be achieved A44E Hall sensor, in the simulation instead of a pulse generator, at a different frequency pulses simulate different speed, according tot he number of pulses transmitted per second discriminatin

11、g process at high spee</p><p>　　Key words: multifunctional taximeter; micro controller; lcd; hall sensor </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p&

12、gt;<p>　　1.1 本研究課題的背景及意義1</p><p>　　1.2 出租車計價器發(fā)展歷程1</p><p>　　1.3 出租車計價器國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.4 論文的研究工作和組織結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2 多功能出租車計價器的硬件系統(tǒng)設(shè)計4</p>

13、<p>　　2.1 總體設(shè)計思想與方案論證4</p><p>　　2.1.1 設(shè)計思想4</p><p>　　2.1.2 方案選擇5</p><p>　　2.1.3 實現(xiàn)功能5</p><p>　　2.2 主系統(tǒng)設(shè)計5</p><p>　　2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)6</p>

14、<p>　　2.4 按鍵模塊的設(shè)計6</p><p>　　2.5 顯示模塊的設(shè)計7</p><p>　　2.6 A44E霍爾傳感器檢測單元的設(shè)計9</p><p>　　2.7 實時時鐘電路設(shè)計9</p><p>　　3 多功能出租車計價器的軟件系統(tǒng)設(shè)計12</p><p>　　3.1

15、 設(shè)計課題使用單片機(jī)資源的情況12</p><p>　　3.2 主程序的設(shè)計12</p><p>　　3.3 鍵盤程序的設(shè)計13</p><p>　　3.4 外部中斷子程序14</p><p>　　3.5 顯示程序的設(shè)計15</p><p>　　3.6 路程計算程序設(shè)計15</p>

16、<p>　　4 系統(tǒng)仿真及調(diào)試17</p><p>　　4.1 Keil uVision4程序調(diào)試17</p><p>　　4.2 系統(tǒng)仿真算法17</p><p>　　4.2.1 模擬車速算法17</p><p>　　4.2.2 仿真計費(fèi)算法18</p><p>　　4.3 系統(tǒng)仿真及

17、仿真結(jié)果18</p><p>　　4.3.1 仿真設(shè)置19</p><p>　　4.3.2 模擬仿真結(jié)果20</p><p><b>　　結(jié)束語22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24<

18、;/b></p><p>　　附 錄 一：程 序26</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　本章簡單的介紹了課題的背景、意義及發(fā)展市場，闡述了出租車計價器發(fā)展的歷程及國內(nèi)外出租車計價器發(fā)展現(xiàn)狀并對當(dāng)前出租車計價器的特點(diǎn)及其未來發(fā)展趨勢做了概括。另外，簡要說明了設(shè)計各階段所做的工作。</p>

19、<p>　　1.1 本研究課題的背景及意義</p><p>　　近年來，我國日新月異的城市發(fā)展使交通工具越來越多樣化，人民生活水平也隨之顯著提高，雖然私家車的數(shù)量在大幅度地提高，但是出租車仍在我國的交通運(yùn)輸中承擔(dān)著舉足輕重的角色。我國出租汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，使它成為我國城市公共交通的重要組成部分和現(xiàn)代化城市必備的基礎(chǔ)設(shè)施，成為人們工作、生活中不可或缺的交通工具，出租車行業(yè)的健康和發(fā)展也獲得越來越多的關(guān)注

20、。從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少與乘客的糾紛出發(fā)，全國大部分地區(qū)要求出租汽車必須安裝出租汽車計價器才能進(jìn)行營運(yùn)，因此出租汽車與計價器緊密相連，出租車計價器也就隨著出租車行業(yè)的發(fā)展而日益完善。</p><p>　　出租汽車計價器根據(jù)乘客乘車行駛的距離和中途等待得時間進(jìn)行合理計價，并直接顯示車費(fèi)值的計量工具。計價器是出租車運(yùn)營者與乘車消費(fèi)者之間的交易準(zhǔn)則，是使交易雙方能公平貿(mào)易的結(jié)算工具，因而計價器能否準(zhǔn)確計價，直接關(guān)系到運(yùn)

21、營者和消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益。依據(jù)國家相關(guān)法律、法規(guī)，出租汽車計價器是首批列入國家強(qiáng)制檢定的工作計量器具之一，也是近年來國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)化管理的六類重點(diǎn)計量器具之一。</p><p>　　出租車行業(yè)是人們來到一座陌生城市認(rèn)識這座城市的第一扇窗，它已逐步成為衡量一個城市是否具備國際化大都市的現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)和心理標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)志之一。出租汽車計價器作為出租汽車運(yùn)營者與消費(fèi)者之間進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算的計量器具,不僅要在市場上起到“秤”的重

22、要作用,而且還能通過這桿“秤”折射出這個城市的技術(shù)水準(zhǔn)和道德水準(zhǔn)；出租車計價器是出租車營運(yùn)收費(fèi)的專用智能化儀表，是出租車不可缺少的重要工具。它是乘客和司機(jī)的交易準(zhǔn)則，關(guān)系到交易雙方的利益。多年來國內(nèi)普遍使用的計價器只具備單一的計量功能，隨著出租車行業(yè)的日漸發(fā)展,從加強(qiáng)行業(yè)管理以及減少與乘客的糾紛出發(fā),具有良好性能的計價器對出租車司機(jī)和乘客來說都是很必要的。</p><p>　　1.2 出租車計價器發(fā)展歷程<

23、;/p><p>　　出租車在我國興起于70年代，但那時的計費(fèi)系統(tǒng)大都是國外進(jìn)口不但功能簡單計算不夠準(zhǔn)確，價格還十分昂貴。隨著時代進(jìn)步，出租車行業(yè)的發(fā)展勢頭日益突出，國內(nèi)各廠家紛紛推出自主研發(fā)的計價器。出租車計價器的功能從剛開始的只顯示路程（需要司機(jī)根據(jù)定價，根據(jù)路程計算費(fèi)用然后四舍五入），到現(xiàn)在不僅能夠自主計費(fèi)還能實現(xiàn)很多附加功能。城市旅游業(yè)的不斷發(fā)展，出租車行業(yè)已成為一個城市的窗口，象征著一個城市的文明程度與道德水

24、準(zhǔn)?，F(xiàn)在自動計價器已在各大中城市普及，所以計價器技術(shù)的發(fā)展已成定局。雖然部分小城市尚未普及，但隨著城市建設(shè)快步發(fā)展，象征著城市面貌的出租車行業(yè)也將快速融入，計價器的普及也是無可厚非的，所以汽車計價器的市場發(fā)展還有很大的空間，十分有潛力。</p><p>　　重慶市起重機(jī)廠是我國第一家自主研發(fā)生產(chǎn)計價器的企業(yè)。最早的計價器都十分的笨重，采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，而且只能完成簡單的計程功能，根本無法實現(xiàn)自動計價，可以說早期的

25、計價器僅僅起到了里程表的作用。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，第二代計價器在技術(shù)和性能上都有了很大的飛躍。它采用了手搖計算機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的工作方式，實現(xiàn)了半機(jī)械半電子化的模式。第二代計價器在計程的同時還可以完成計價的工作，初步使計價器功能得到了完善。</p><p>　　大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展又產(chǎn)生了第三代計價器，也就是全電子化的計價器。在電子系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)和工具發(fā)生了

26、深刻的變化，功能也在不斷完善。當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)并應(yīng)用于計價器后，現(xiàn)代出租車計價器的模型也就基本具備了，它可以完成計程，計價，顯示等基本工作及附加功能。單片機(jī)以及外圍芯片的不斷發(fā)展促進(jìn)了計價器的發(fā)展，為計程器的研發(fā)指明了新的方向。相比出租車計價器最初的性能，新型研發(fā)的計價器不僅成本低，精度高，可靠性好，而且具有完全的知識產(chǎn)權(quán)。</p><p>　　1.3 出租車計價器國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p>&

27、lt;p>　　在我國出租車行業(yè)興起于八十年代初，多年來國內(nèi)普遍使用的計價器只具備單一的計量功能?，F(xiàn)今發(fā)展迅速，也成為出租車不可或缺的必要工具。我國生產(chǎn)計價器的企業(yè)有上百家，主要集中在北京、臺灣、上海、沈陽和廣州等地。</p><p>　　起初出租車計價器只能進(jìn)行路程計量，最后費(fèi)用都需司機(jī)自己計算。而如今路程、車速、時間的計量僅僅只是出租車計價器必備的基本功能，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，計價器的功能

28、不斷增加和擴(kuò)展。目前，計價器除具備基本的功能外，還增加了發(fā)票打印、語音報話、計量及行業(yè)和公司管理、稅務(wù)控制、IC卡與GPS定位終端連接等諸多功能，計價器已成為客運(yùn)、計量等管理部門及出租車汽車公司進(jìn)行科學(xué)管理的重要載體。</p><p>　　隨著出租車數(shù)量的增多，客戶要求的提高，對計價器檢定和技術(shù)服務(wù)的效率將提出更高的要求；而隨著計價器功能的增加和逐步應(yīng)用，對出租車的科學(xué)管理手段將提出更高的要求。從國內(nèi)新型號計價器

29、已開發(fā)應(yīng)用的功能看，計價器與車載GPS終端實現(xiàn)連接，使計價器工作狀況、營運(yùn)數(shù)據(jù)對GPS系統(tǒng)管理平臺實現(xiàn)即時無線傳輸，從而使平臺能對計價器實現(xiàn)無線遙控，這是一種新的趨勢。該平臺一旦建成，計價器強(qiáng)檢管理可利用該平臺掌握計價器相關(guān)狀況，對超檢定周期使用的計價器進(jìn)行控制。</p><p>　　1.4 論文的研究工作和組織結(jié)構(gòu)</p><p>　　詳細(xì)分析課題任務(wù)，結(jié)合研究的主要內(nèi)容和思路，對出租

30、車計價器的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析并對現(xiàn)代傳感器技術(shù)的原理進(jìn)行深入分析研究，查閱相關(guān)的參考資料，熟悉各模塊的功能和各芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并將其綜合。然后根據(jù)課題任務(wù)的要求設(shè)計出實現(xiàn)控制任務(wù)的硬件結(jié)構(gòu)及其原理圖和相關(guān)軟件程序，并進(jìn)行訪真調(diào)試。下面對本設(shè)計的主要研究工作做個簡述：</p><p>　　(1)根據(jù)設(shè)計要求，提出可行方案，對它們進(jìn)行全面的論證；選擇最優(yōu)方案；</p><p>　　(2)對整個系

31、統(tǒng)硬件進(jìn)行全局分析，整體討論出租車計價器各組成模塊功能及工作原理。主要包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、供電模塊、語音播報、顯示模塊、DS1302模塊、鍵盤模塊和傳感器模塊；</p><p>　　(3)介紹相關(guān)現(xiàn)代傳感技術(shù)，選擇出信號采集的最佳方案；</p><p>　　(4)對A44E霍爾傳感器做簡明分析，并對其工作原理進(jìn)行詳細(xì)的討論；</p><p>　　(5)應(yīng)用LC

32、D顯示技術(shù)，可查詢運(yùn)行里程、起步價、等待時間和總金額；</p><p>　　(6)詳細(xì)闡述出租車計價器的軟件設(shè)計，包括軟件設(shè)計的思想和任務(wù)，采用模塊化程序設(shè)計思想進(jìn)行了各個模塊的程序設(shè)計。給出各個子程序模塊的流程圖，以及重要模塊的程序；</p><p>　　(7)總結(jié)本次設(shè)計，詳細(xì)闡述出租車計價器的可靠性和方便性。</p><p>　　2 多功能出租車計價器的硬件

33、系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　本章是本文的核心內(nèi)容，主要介紹的是系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計。設(shè)計采用了模塊化的設(shè)計方法，針對系統(tǒng)的工作原理和各個硬件模塊的原理和電路進(jìn)行了具體的介紹，還對各種器件的選擇如傳感器做了詳細(xì)的分析。</p><p>　　2.1 總體設(shè)計思想與方案論證</p><p>　　本章對出租車計價器的設(shè)計思想做了詳細(xì)介紹，并在設(shè)計思想的基礎(chǔ)上提出了三種出

34、租車計價器的設(shè)計方案，并針對它們各自的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析。最終確定為采用以AT89C51單片機(jī)為核心部件，通過A44E霍爾傳感器檢測出租車運(yùn)行里程，運(yùn)用單片機(jī)實現(xiàn)液晶顯示的控制，脈沖的提取。同時完成整個出租車計價器信號的讀、寫處理的多功能出租車計價器設(shè)計方案。</p><p>　　2.1.1 設(shè)計思想</p><p>　　多功能出租車計價器區(qū)別于我國以前普遍使用的計價器只具備

35、單一的計量功能，針對目前客戶要求的提高，本設(shè)計對多功能出租車計價器應(yīng)該具有的功能提出以下設(shè)計思想。</p><p>　　方案一：采用數(shù)字電子技術(shù)的出租車計價器系統(tǒng)</p><p>　　采用數(shù)字電子技術(shù)，分為計程計數(shù)單元、計時單元、單價輸入單元、顯示單元、計算單元等全部由基本邏輯門和器件完成；利用555定時芯片構(gòu)成多諧振蕩器或者采用外圍的晶振電路作為時鐘脈沖信號，采用計數(shù)芯片對脈沖進(jìn)行脈沖的

36、計數(shù)與分頻，最后通過譯碼電路對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，將譯碼所得的數(shù)據(jù)送給顯示模塊從而顯示。</p><p>　　方案二：采用EDA技術(shù)的出租車計價器系統(tǒng)</p><p>　　采用EDA技術(shù)，根據(jù)層次化設(shè)計理論，該設(shè)計問題自頂向下可分為分頻模塊，控制模塊 計量模塊、譯碼和動態(tài)掃描顯示模塊。其中分頻模塊是其他模塊的基礎(chǔ)，為后續(xù)模塊提供基本時鐘；控制模塊是系統(tǒng)的核心部分，對計價器的狀態(tài)進(jìn)行控制；計

37、量模塊完成計價、計時、計程功能；譯碼顯示模塊完成計價、計時、計程數(shù)據(jù)顯示，該模塊經(jīng)過8選1選擇器將計費(fèi)數(shù)據(jù)、計時數(shù)據(jù)、計程數(shù)據(jù)動態(tài)選擇輸出。此方案是基于VHDL進(jìn)行編程，實現(xiàn)出租車計價器的基本功能。</p><p>　　方案三：采用單片機(jī)技術(shù)的出租車計價器系統(tǒng)</p><p>　　通過單片機(jī)作為主控器，利用LM016L液晶屏顯示，結(jié)合單片機(jī)豐富的IO端口，及其控制的靈活性，實現(xiàn)基本的里程計

38、價功能和價格選擇、時間顯示控制等功能。通過單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、供電模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、語音播報模塊、DS1302模塊和傳感器模塊組合實現(xiàn)出租車計價器的基本功能。</p><p>　　2.1.2 方案選擇</p><p>　　通過各個方案的比較，本次采用方案三。采用AT89C51單片機(jī)芯片控制電路簡單且省去了很多復(fù)雜的線路，用其來實現(xiàn)一臺多功能出租車計價器，具有性能可靠、控制簡單，成

39、本低廉、電路簡單易懂等特點(diǎn)。單片機(jī)方案有較大的活動空間，不但能實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能， 而且還可以方便的對系統(tǒng)進(jìn)行升級， 所以選擇采用第三種方案。</p><p>　　2.1.3 實現(xiàn)功能</p><p>　　(1)開機(jī)系統(tǒng)能顯示實時日期及時間，且通過按鍵能對日期及時間進(jìn)行矯正。</p><p>　　(2)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定了起步價和起步公里數(shù)。&

40、lt;/p><p>　　(3)系統(tǒng)具有白天和黑夜兩種計價模式，設(shè)定了不同的起步價和每公里單價，通過按鍵實現(xiàn)更換計價模式；白天模式起步價為8元，3公里后每1公里1.5元；黑夜模式起步價為10元，3公里后每1公里2元。</p><p>　　(4) 啟動后，開始計價，計價因素包括運(yùn)行里程和等待時間，當(dāng)汽車行駛未滿起步公里數(shù)時，均按起步價計算，超過起步公里數(shù)后，實現(xiàn)超出部分每公里按單價收費(fèi)；中間遇等待

41、時，計程的數(shù)額將不再增加，開始計時收費(fèi)，等待3分鐘后，每分鐘0.4元；最后測距收費(fèi)和計時收費(fèi)之和為總車費(fèi)。</p><p>　　(5) 在運(yùn)行過程中會實時顯示出租車的運(yùn)行里程、等待時間及總價格；且工作時會顯示實時時間。</p><p>　　2.2 主系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　本文設(shè)計原則是在低功耗的前提下，以控制芯片AT89C51為核心，通過A44E霍爾傳感器

42、檢測運(yùn)行里程數(shù)，運(yùn)用單片機(jī)實現(xiàn)液晶顯示的控制，脈沖的提取。完成整個出租車計價器信號的讀、寫處理，監(jiān)控計價器工作的功能。硬件系統(tǒng)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、供電模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、語音播報、DS1302時鐘模塊和傳感器模塊。出租車計價器系統(tǒng)的設(shè)計總體方案硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。</p><p>　　本次設(shè)計多功能出租車計價器，采用AT89C51單片機(jī)芯片控制電路。單片機(jī)控制電路簡單且省去了很多復(fù)雜的線路，使得電路簡

43、明易懂。利用DS1302時鐘芯片為單片機(jī)實時提供時鐘信息；且可使用鍵盤上的按鍵來調(diào)整設(shè)置系統(tǒng)日期及時間的顯示；利用LM016L液晶來顯示系統(tǒng)日期時間，通過按鍵選擇白天/晚上模式，系統(tǒng)判斷按鍵默認(rèn)起步價和每公里單價。；利用安裝在車輪上的A44E霍爾傳感器檢測汽車行進(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，從而得到相關(guān)數(shù)據(jù)由LM016L液晶顯示出來。在出租車運(yùn)行過程中同步顯示實時時間、運(yùn)行里程、等待時間和總價格等信息，

44、出租車停止運(yùn)行后計算并顯示運(yùn)行總費(fèi)用。</p><p>　　圖1 多功能出租車計價器設(shè)計總體方案硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　微處理器是本設(shè)計中的核心器件。我們一般都選用單片機(jī)來進(jìn)行控制。根據(jù)單片機(jī)的CPU是否有合適的處理能力、是否有系統(tǒng)所需要的I/O端口數(shù)、是否含有系統(tǒng)所需的中斷源和定時器、片內(nèi)是否有系統(tǒng)所需的外接口

45、等多個方面的綜合考慮，本設(shè)計中選用AT89C51單片機(jī)來實現(xiàn)，其具有電源電壓適應(yīng)范圍寬、抗干擾能力和驅(qū)動能力強(qiáng)、價格便宜等特點(diǎn)，適用于本次設(shè)計的各種要求。單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊即控制模塊，在本次設(shè)計中主要用于對按鍵信號的接受和處理以及控制液晶顯示處理完之后的信息。</p><p>　　2.4 按鍵模塊的設(shè)計</p><p>　　本出租車計價器在電路設(shè)計中共采用了六個按鍵和兩個開關(guān)，按鍵S1、

46、S2、S3、S4、S5、S6，包括：暫停鍵、選擇調(diào)整時間光標(biāo)右位鍵、選擇調(diào)整時間光標(biāo)左位鍵、時間調(diào)整加一鍵、時間調(diào)整減一鍵、退出時間設(shè)置鍵，開關(guān)K1、K2，其功能分別：啟動/復(fù)位計費(fèi)運(yùn)行鍵、白天/晚上狀態(tài)鍵。這八個鍵其中S1連在I/O口線P1.3上，S2-S6這5個鍵依次連在I/O(P2.3-P2.7)口線上，K1、K2兩開關(guān)分別接在P1.0和P1.1口線上，說明它們可以獨(dú)立實現(xiàn)相應(yīng)的功能。I/O口線通過按鍵與地直接相連，六個按鍵中任一

47、鍵在沒有被按下時,對應(yīng)I/O口的引腳都為高電平，一旦有按鍵被按下，相應(yīng)的I/O口就變?yōu)榈碗娖?。在編程環(huán)節(jié)中就是通過相應(yīng)I/O口是否有電平變化（在一定的時間范圍內(nèi)）來識別是否有鍵按下。鍵盤輸入電路如圖2所示。</p><p><b>　　圖2 鍵盤電路</b></p><p>　　2.5 顯示模塊的設(shè)計</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用

48、的顯示器是數(shù)碼管顯示器（LED）、液晶顯示器(LCD)。這兩種顯示器可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)。它們的驅(qū)動電路簡單、易于實現(xiàn)且價格低廉。本次設(shè)計中的出租車計價器需要顯示的內(nèi)容主要有：系統(tǒng)日期時間，運(yùn)行里程及運(yùn)行時間、等待時間和總價格等相關(guān)信息，同時顯示的日期和時間內(nèi)容還可由用戶自己矯對調(diào)節(jié)。這樣顯示的內(nèi)容包括數(shù)字和符號，但是由于出租車計價器需要顯示的符號不多且固定不變，所以本次設(shè)計將要顯示的符號固定在液晶片上的某些位置，通過運(yùn)行不同的

49、程序點(diǎn)亮其中的一些符號，同時配合數(shù)字的變化來顯示不同的信息。</p><p>　　由以上分析可知，使用液晶顯示屏就可以滿足要求。本設(shè)計選用Proteus中LM016L芯片仿真。LM016L液晶模塊采用控制器是HD44780，它具有簡單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實現(xiàn)字符閃爍、移動等功能，LM016L與單片機(jī)MCU相接可采用4位或8位并行傳輸兩種方式，HD44780控制器有兩個8位寄存器、數(shù)據(jù)寄存器（DR）或指令寄存器

50、（IR）、判忙標(biāo)志（BF）、顯示數(shù)RAM（DDRAM）、字符發(fā)生器ROMA（CGOROM）、字符發(fā)生器RAM（CGRAM）以及地址計數(shù)器RAM(AC)。IR是用于寄存指令碼，只能寫入但是不能讀出，DR則用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作能夠自動寫字符發(fā)生器RAM和字符發(fā)生器RAM,或者暫時儲存從字符發(fā)生器RAM和字符發(fā)生器RAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時，液晶模塊屬于內(nèi)部模式，不響應(yīng)外部操作的指令和接受數(shù)據(jù)，顯示數(shù)RAM是用來存儲顯示的字符，能存

51、儲80個字符碼，字符發(fā)生器ROMA由8位字符碼生成5*7點(diǎn)陣字符160中和5*10點(diǎn)陣字符32種.8位字符編碼和字符的對應(yīng)關(guān)系，LM016L液晶模塊原理圖如圖3所示。</p><p>　　圖3 LM016L原理圖</p><p>　　在對液晶顯示模塊硬件進(jìn)行調(diào)試的時候必須注意正確的接線，特別是電源的正負(fù)接線不能有錯，否則將會燒壞電路芯片。LM016L的各引腳功能如表1所示。</p&g

52、t;<p>　　表1 液晶12864引腳功能表</p><p>　　注意：實際液晶顯示芯片LM016L內(nèi)部D0-D7已有上拉電阻，可以使用單片機(jī)AT89C51芯片的P0口直接驅(qū)動。但在Proteus的仿真里面該芯片內(nèi)部沒有上拉電阻,應(yīng)該人為加上拉電阻。建議不要使用排阻，使用普通電阻一個一個的拉才能達(dá)到我們需要的效果！</p><p>　　2.6 A44E霍爾傳感器檢測單元的

53、設(shè)計</p><p>　　A44E是一種開關(guān)型的霍爾器件，它的工作電壓范圍比較寬（4.5～18V），輸出的信號符合TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，可以直接連接到單片機(jī)的IO 端口上，而且它的最高檢測頻率可以達(dá)到1MHZ?；魻杺鞲衅鰽44E由穩(wěn)壓器、差分放大器、霍耳電勢發(fā)生器(即硅霍耳片)、OC門輸出和施密特觸發(fā)器五個基本部分組成。</p><p>　　在輸入端輸入電壓VCC，經(jīng)過穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后再加到霍爾傳感

54、器發(fā)生器的兩端，按照相應(yīng)的原理，霍爾片處在磁場中的時候，在垂直于磁場的方向通給電流，就會在和這二者相垂直的方向上產(chǎn)生霍爾電勢差VH的輸出，該電勢差信號經(jīng)過放大器對它放大后發(fā)送到施密特觸發(fā)器中進(jìn)行整形，使它成為方波再送到OC門輸出。當(dāng)施加的磁場達(dá)到設(shè)計工作點(diǎn)時，觸發(fā)器輸出的高電壓讓三極管導(dǎo)通，此時OC門輸出端再輸出低電壓，三極管截止，讓OC門輸出高電壓的這種狀態(tài)為關(guān)。這樣的兩次電壓變換，就完成了霍爾開關(guān)一次開關(guān)動作。</p>

55、<p>　　計價器設(shè)計中的路程計算是依靠安裝在車輪上的霍爾傳感器檢測脈沖信號，再將脈沖信號傳送到單片機(jī)使其產(chǎn)生中斷，單片機(jī)再根據(jù)所編寫的程序設(shè)定，計算出相應(yīng)的行駛里程。其霍爾傳感器的原理如圖4所示。</p><p>　　圖4 傳感器測距示意圖</p><p>　　2.7 實時時鐘電路設(shè)計</p><p>　　2.7.1 DS1302功能</p&

56、gt;<p>　　DS1302是一款能計算年、月、日、時、分、秒還有閏年調(diào)整能力的芯片。DS1302芯片的電壓工作范圍比較窄（2.0～5.5V），而且工作電流2.0V時,小于300nA，可選工業(yè)級溫度范圍-40℃到+85℃。它通過內(nèi)含有實時時鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM，通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。DS1302芯片可以根據(jù)表面裝配選擇8腳DIP封裝或8腳SIOC封裝；這款芯片能對每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)自動調(diào)整，時

57、鐘操作可通過AM/PM 的指示來決定采用24小時制還是12小時制。DS1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個口線：RES 復(fù)位、I/O 數(shù)據(jù)線和SCLK（串行時鐘）。時鐘RAM 的讀/寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)乃至多達(dá)31個字節(jié)的字符組方式進(jìn)行通信。DS1302芯片工作時功耗低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息時的功率小于1MW。對VCC1有可選的涓流充電能力，雙電源管用于主電源和備份，電源供應(yīng)備份，電源管腳可由電池或大容量電容輸

58、入。</p><p>　　2.7.2 DS1302特性 DS1302時鐘芯片是由芯片DS1202改進(jìn)而來的，兩者對比它增加了以下幾個特性：雙電源引腳用于主電源和備份電源的供應(yīng)，VCC1為可編程的涓流充電電源，附加了七個字節(jié)存儲器。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于便攜式儀器、電話、傳真以及對電池供電的相關(guān)儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域。</p><p>　　實時時鐘屬于出租車計價器的輔助功能，對實時系統(tǒng)的精度要求

59、沒有其他產(chǎn)品那樣嚴(yán)格，所以選擇了DALLAS公司的一款時鐘芯片DS1302，涓流充電時鐘芯片內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷、31字節(jié)的靜態(tài)RAM，它還可以通過簡單的三個串行接口（SPI串行接口）與單片機(jī)實現(xiàn)用同步串行的方式進(jìn)行通信。原理圖如圖5所示。</p><p>　　圖5 DS1302時鐘電路原理圖</p><p>　　2.7.3 DS3102各引腳功能</p><p&

60、gt;<b>　　VCC1:主電源；</b></p><p>　　VCC2：備份電源；</p><p>　　當(dāng)VCC2>VCC1+0.2V時，由Vcc2向DS1302供電</p><p>　　當(dāng)VCC2< VCC1時，由Vcc1向DS1302供電。SCLK：串行時鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出；I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線；

61、CE：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。該引腳CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯或提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?lt;/p><p>　　3 多功能出租車計價器的軟件系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計采用了結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法進(jìn)行C語言編程。主要由主程序、顯示程序、鍵盤程序、存儲讀寫程序、外部中斷0子程序、外部中斷1子程序、測量及計算程序等模塊組成。各部分作了詳細(xì)的流程圖，

62、具體程序請見附錄一。</p><p>　　3.1 設(shè)計課題使用單片機(jī)資源的情況</p><p>　　設(shè)計課題使用單片機(jī)資源情況如下：AT89S52單片機(jī)的P0口通過上拉電阻接LM016L液晶顯示的數(shù)據(jù)線，防止電路受到干擾，從而增加電路的穩(wěn)定性。P1口接DS1302時鐘芯片的引腳以便實時更新時鐘信息以及啟動/復(fù)位計費(fèi)運(yùn)行鍵、白天/晚上狀態(tài)鍵兩個開關(guān)和暫停按鍵，通過按鍵判斷收費(fèi)模式是白天還是

63、晚上，由系統(tǒng)確定模式后根據(jù)起步價、單價對行駛距離和等待時間等不同情況來計算出收費(fèi)金額。P2口接12864液晶顯示的控制線以及接五個獨(dú)立式按鍵作為調(diào)時系統(tǒng)的控制鍵，通過按鍵自主調(diào)節(jié)校對相應(yīng)的日期、時間，方便運(yùn)營者判別運(yùn)營模式（白天/晚上）讓乘客一目了然乘坐時間。由于仿真中無法實現(xiàn)A44E霍爾傳感器，在仿真中以脈沖發(fā)生器代替，用不同頻率的脈沖模擬不同的車速，根據(jù)每秒傳送的脈沖數(shù)程序判別汽車是處于高速行駛還是等待狀態(tài)，自動跳轉(zhuǎn)到通過計程計費(fèi)還

64、是計時計費(fèi)，P3口用于接外部中斷接脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號，仿真出租車汽車行駛時的車速。</p><p>　　3.2 主程序的設(shè)計</p><p>　　主程序主要完成系統(tǒng)的初始化，各種情況的判斷如調(diào)整鍵是否按下、出租車是否開始計價、出租車是否處于等待狀態(tài)，還要進(jìn)行實時顯示時鐘、運(yùn)行里程、等待時間和總金額等信息；停車后顯示運(yùn)行總時間?？傮w來說，主程序即系統(tǒng)監(jiān)控程序用于對輸入信號的處理、輸出信

65、號的控制和對各個功能程序模塊的運(yùn)用及其控制，使實現(xiàn)設(shè)計要求的過程一目了然。主程序的流程圖如圖6所示。具體程序見附錄。</p><p><b>　　圖6 主程序流程圖</b></p><p>　　3.3 鍵盤程序的設(shè)計</p><p>　　鍵盤程序模塊即用于實現(xiàn)各個按鍵不同功能的程序，本次設(shè)計中有八個鍵功能程序，這八個鍵(S0-S7)的任一鍵都

66、獨(dú)自連一個I/O(P1.0-P1.7)口線上。按鍵S1、S2、S3、S4、S5、S6，包括：暫停鍵、選擇調(diào)整時間光標(biāo)右位鍵、選擇調(diào)整時間光標(biāo)左位鍵、時間調(diào)整加一鍵、時間調(diào)整減一鍵、退出時間設(shè)置鍵，開關(guān)K1、K2，其功能分別：啟動/復(fù)位計費(fèi)運(yùn)行鍵、白天/晚上狀態(tài)鍵。I/O口線通過按鍵與地直接相連，六個按鍵中任一鍵在沒有被按下時,對應(yīng)I/O口的引腳都為高電平，一旦有按鍵被按下，相應(yīng)的I/O口就變?yōu)榈碗娖?。在編程環(huán)節(jié)中就是通過相應(yīng)I/O口是否

67、有電平變化（在一定的時間范圍內(nèi)）來識別是否有鍵按下。本次設(shè)計采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)查詢到有鍵按下時，便執(zhí)行相應(yīng)的按鍵程序，若沒有鍵按下，則跳過按鍵程序而執(zhí)行其余的主程序。鍵盤程序的流程圖如圖7所示。具體程序見附錄。</p><p>　　圖7 進(jìn)入調(diào)整界面按鍵流程圖</p><p>　　3.4 外部中斷子程序</p><p>　　本設(shè)計實物選擇A44E霍爾

68、傳感器的脈沖輸出口接到單片機(jī)的脈沖輸出口接到P3.2口外部中斷1作為信號的輸入端，車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是2.5米），霍爾開關(guān)就檢測并輸出脈沖信號，引起單片機(jī)的中斷；進(jìn)入中斷子程序，對脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達(dá)到400次時，即1公里，單片機(jī)就控制將金額自動增加。其具體流程圖如圖8所示，具體程序見附錄。</p><p>　　圖8 里程中斷程序流程圖</p><p>　　本出租車計價器系統(tǒng)理論選擇

69、了將A44E的脈沖輸出口接到P32口外部中斷作為信號的輸入端，車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是2.5米），霍爾開關(guān)就檢測并輸出信號，引起單片機(jī)的中斷，對脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達(dá)到400次時，即1公里，單片機(jī)就控制將金額自動增加，由于仿真中沒有A44E霍爾傳感器芯片，于是采用了直接輸出不同脈沖來代替霍爾傳感器所感應(yīng)的車速，高速行駛時采用計程計費(fèi)，低速行駛時采用計時計費(fèi)，最終實現(xiàn)總計費(fèi)。 </p><p>　　3.5 顯示程

70、序的設(shè)計</p><p>　　顯示程序模塊主要用于實時顯示時鐘信息以及顯示運(yùn)行里程、等待時間及總價格；當(dāng)出租車停止計價時則顯示運(yùn)行總時間。顯示程序的流程圖如圖9所示。具體程序見附錄。 </p><p>　　圖9 顯示程序流程圖</p><p>　　3.6 路程計算程序設(shè)計</p><p>　　測量及計算程序模塊則主要包括測量出租車行駛里程

71、、測量出租車等待時間，通過測量的里程數(shù)和等待的時間來計算總價格。通過顯示模塊可將測量的里程數(shù)、等待時間以及計算的總價格顯示出來。其具體流程圖如圖10所示，具體程序見附錄。</p><p>　　設(shè)計的出租車計價器計費(fèi)方式有白天/晚上模式，根據(jù)模式不同起步價和單價也不同。其中起租里程3公里，起步價白天為8元、晚上為10元。每天6:30至22：00之間，按“白天”計費(fèi)，白天每公里單價1.5元；22：00至次日6:30，

72、按“晚上”計費(fèi)，每公里單價2元。同時堵車是要收費(fèi)的，前30秒免費(fèi)。當(dāng)?shù)却龝r間大于30秒，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是每10秒跳0.4元。等候時間的意思是：行駛停止或速度在10公里/每小時以下就稱為低速。</p><p>　　圖10 路程計算程序流程圖</p><p>　　4 系統(tǒng)仿真及調(diào)試</p><p>　　4.1 Keil uVision4程序調(diào)試</p>&l

73、t;p>　　軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件故障等問題。程序的調(diào)試應(yīng)模塊化地進(jìn)行，首先單獨(dú)調(diào)試各功能子程序，檢驗程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，最后逐步將各子程序關(guān)聯(lián)起來總調(diào)。聯(lián)調(diào)需要注意的是，各個子程序模塊之間能否正確傳遞參數(shù)，寄存器組是否有沖突，特別要注意各子程序的現(xiàn)場保護(hù)與恢復(fù)。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)仿真算法</p><p

74、>　　4.2.1 模擬車速算法</p><p>　　本設(shè)計通過脈沖發(fā)生器模擬實現(xiàn)霍爾傳感器識別車速及行駛距離的功能。車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是2.5米），轉(zhuǎn)2圈（即行駛5米）產(chǎn)生一個脈沖。脈沖發(fā)生器輸出脈沖信號，系統(tǒng)程序通過識別脈沖個數(shù)來判斷車速從而識別是低速行駛（或靜止）和正常行駛。當(dāng)脈沖個數(shù)每秒≤10個，系統(tǒng)程序判定為低速行駛（或靜止），計費(fèi)模式采用計時計費(fèi)；當(dāng)脈沖傳送個數(shù)每秒＞10個時，則判定為正

75、常行駛，計費(fèi)模式則采用計程計費(fèi)。</p><p>　　出租車計程計價算法：</p><p>　　出租車低速行駛算法：</p><p>　　若出租車行駛平均速度1.8km/h,則換算為每秒行駛5m；車輪周長2.5米，行駛2圈產(chǎn)生一個脈沖，即1s產(chǎn)生1個脈沖，周期T=0.2s,故脈沖頻率為1/T=5HZ；</p><p>　　若出租車行駛平均速度

76、3.6km/h,則換算為每秒行駛10m；車輪周長2.5米，行駛2圈產(chǎn)生一個脈沖，即1s產(chǎn)生2個脈沖，周期T=0.1s,故脈沖頻率為1/T=10HZ。</p><p>　　出租車正常行駛算法：</p><p>　　若出租車行駛平均速度90km/h,則換算為每秒行駛25m；車輪周長2.5米，行駛2圈產(chǎn)生一個脈沖，即1s產(chǎn)生5個脈沖，周期T=0.2s,故脈沖頻率為1/T=25HZ；</p&

77、gt;<p>　　若出租車行駛平均速度180km/h,則換算為每秒行駛50m；車輪周長2.5米，行駛2圈產(chǎn)生一個脈沖，即1s產(chǎn)生10個脈沖，周期T=0.1s,故脈沖頻率為1/T=50HZ。</p><p>　　4.2.2 仿真計費(fèi)算法</p><p>　　本設(shè)計的出租車計價器計費(fèi)方式有白天/晚上模式，根據(jù)模式不同起步價和單價也不同。其中起租里程3公里，起步價白天為8元、晚上

78、為10元。每天6:30至22：00之間，按“白天”計費(fèi)，白天每公里單價1.5元；22：00至次日6:30，按“晚上”計費(fèi)，每公里單價2元。同時堵車是要收費(fèi)的，前30秒免費(fèi)。當(dāng)?shù)却龝r間大于30秒，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是每10秒跳0.4元。等候時間的意思是：行駛停止或速度在3.6公里/每小時以下就稱為低速。</p><p>　　出租車計程計價算法：</p><p>　　行駛距離≤3km時，計程金額=起步價

79、；</p><p>　　行駛距離＞3km時，計程金額=起步價+（行駛距離-3km）*單價</p><p>　　出租車計時計價算法：</p><p>　　等待時間＜30s時，計時金額=0元（不收費(fèi)）</p><p>　　等待時間≥30s時，計時金額=[（等待時間-20s）/10s]*0.4元</p><p>　　最終，收

80、費(fèi)金額=計程計費(fèi)+計時計費(fèi)。</p><p>　　例：白天行駛2km,一直高速行駛無等待時間。（如圖15）</p><p><b>　　收費(fèi)金額=8元</b></p><p>　　晚上行駛1km,一直高速行駛無等待時間。（如圖16）</p><p><b>　　收費(fèi)金額=10元</b></p&

81、gt;<p>　　白天行駛6km,一直高速行駛無等待時間。（如圖17）</p><p>　　收費(fèi)金額=8+（6-3）*1.5=12.5元</p><p>　　晚上行駛6km,一直高速行駛無等待時間。（如圖18）</p><p>　　收費(fèi)金額=10+（6-3）*2=16元</p><p>　　4.3 系統(tǒng)仿真及仿真結(jié)果</

82、p><p>　　運(yùn)行Proteus的ISIS 后出現(xiàn)程序主窗口界面，找到所需器件后雙擊，器件就被添加到當(dāng)前窗口左側(cè)的元器件列表區(qū)了，然后再依次點(diǎn)擊列表區(qū)里的器件，單擊左鍵把他們放到繪圖區(qū)，編輯其屬性，合理布局后，進(jìn)行連線完成的仿真圖如圖11所示。</p><p>　　圖11 Proteus中設(shè)計仿真原理圖</p><p>　　4.3.1 仿真設(shè)置</p>

83、<p>　　系統(tǒng)仿真最終實現(xiàn)開機(jī)系統(tǒng)能顯示實時日期及時間，且通過按鍵S2、S3、S4、S5能對日期及時間進(jìn)行矯正，通過K2開關(guān)實現(xiàn)選擇白天或黑夜計價模式，從而系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定不同的起步價和每公里單價；白天模式起步價為8元，3公里后每1公里1.5元；黑夜模式起步價為10元，3公里后每1公里2元。啟動后，開始計價，計價因素包括運(yùn)行里程和等待時間，中間遇等待時，計程的數(shù)額將不再增加，開始計時收費(fèi)。仿真中以脈沖發(fā)生器代替，用不同頻率的脈沖

84、模擬不同的車速，根據(jù)每秒傳送的脈沖數(shù)程序判別汽車是處于高速行駛還是等待狀態(tài)，自動跳轉(zhuǎn)到通過計程計費(fèi)還是計時計費(fèi)，當(dāng)汽車行駛未滿起步公里數(shù)時，均按起步價計算，超過起步公里數(shù)后，實現(xiàn)超出部分每公里按單價收費(fèi)；等待20s后，每10s收取0.4元；最后測距收費(fèi)和計時收費(fèi)之和為總車費(fèi)。在運(yùn)行過程中會實時顯示出租車的運(yùn)行里程、等待時間及總價格；且工作時會顯示實時時間。當(dāng)出租車停止工作，通過按鍵識別發(fā)出信號使票據(jù)打印功能開啟，能實現(xiàn)打印服務(wù)。<

85、/p><p>　　圖12 開始計價前顯示界面圖 圖13 矯正時間后顯示界面圖</p><p>　　圖 14 白天計程時顯示界面圖 圖15 晚上計程時顯示界面圖</p><p>　　圖16 白天6公里時顯示界面圖 圖17 晚上6公里時顯示界面圖 </p><p>　　圖

86、18 等待未超時顯示界面圖 圖19 等待超時顯示界面圖</p><p>　　在Debug菜單中選擇Execute，運(yùn)行程序，系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖12至19所示。</p><p>　　開始仿真后，若不按下退出時間調(diào)節(jié)鍵，界面會一直停留在開始運(yùn)行前的調(diào)節(jié)界面如圖12所示；當(dāng)按下選擇調(diào)整時間光標(biāo)左/右位鍵之后，界面調(diào)整位光標(biāo)閃爍，時間調(diào)整加/減一鍵調(diào)整日期及時間，調(diào)整好如顯

87、示界面如圖13所示。按下退出時間并選擇白天/晚上模式，調(diào)節(jié)鍵跳轉(zhuǎn)到計程計時顯示界面，在小于3Km以內(nèi)計費(fèi)如圖14和圖15所示，在大于3Km以后計費(fèi)如圖16和圖17所示，開始計程，計程的同時會實時顯示金額；按下是否等待鍵則仿真出租車處于等待時間的現(xiàn)象，這時出租車不再計程，而是計等待時間，其顯示界面如圖18和圖19所示，此過程中金額也會自動根據(jù)等待時間計算增加；最后停止同時可以自主調(diào)節(jié)日期及時間，按下進(jìn)入調(diào)整界面鍵則可開始設(shè)置數(shù)據(jù)。<

88、/p><p>　　4.3.2 模擬仿真結(jié)果</p><p>　　仿真案例：模擬乘客在白天乘坐出租車，出租車先以180km/h速度行駛；行駛5公里后由于塞車出租車滯留了1分20秒，路況緩解，出租車又以90km/h的車速行駛6公里。</p><p><b>　　理論金額計算：</b></p><p><b>　　計程計

89、費(fèi)：元</b></p><p><b>　　計時計費(fèi):元</b></p><p><b>　　總金額：23.2元</b></p><p><b>　　理論運(yùn)行時間：</b></p><p>　　車速180km/h行駛5km用時20s;塞車滯留80s;車速90km/h

90、行駛6km用時48s;共計148s(2分28秒)。</p><p><b>　　仿真顯示：</b></p><p>　　圖20 仿真案例顯示界面圖</p><p><b>　　4.4 誤差分析</b></p><p>　　測量值與真值之差異稱為誤差，物理實驗離不開對物理量的測量，測量有直接的，也有

91、間接的。由于儀器、實驗條件、環(huán)境等因素的限制，測量不可能無限精確，物理量的測量值與客觀存在的真實值之間總會存在著一定的差異，這種差異就是測量誤差。誤差與錯誤不同，錯誤是應(yīng)該而且可以避免的，而誤差是不可能絕對避免的。</p><p>　　由于硬件電路設(shè)計水平有限，在某些硬件電路設(shè)計方面做得不夠仔細(xì)，使得硬件系統(tǒng)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中會引起不必要的誤差。軟件方面雖然采用了中斷的方法編程，還是會存在一些誤差。存在誤差是因為執(zhí)

92、行中斷程序，這個過程是需要時間的。因而實際運(yùn)行時會慢一些，有需改進(jìn)的地方。但改進(jìn)也只能是盡可能的減小誤差的存在，要完全的避免誤差是不可能的。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　這次的畢業(yè)設(shè)計，我選擇的方向是單片機(jī)，在老師的耐心指導(dǎo)下，經(jīng)過堅持不懈的努力，我更加熟悉了單片機(jī)，并重新熟悉了幾個與單片機(jī)相關(guān)的軟件：Keil、Proteus。使我

93、更清楚的認(rèn)識了單片機(jī)。通過采用C語言編程，對C也有了更好的認(rèn)識。</p><p>　　多功能出租車計價器通過計程與計時實現(xiàn)了收費(fèi)的綜合化。本設(shè)計采用AT89C51單片機(jī)、DS1302時鐘芯片和LM016L液晶顯示芯片三塊主要芯片，通過C語言編程來實現(xiàn)設(shè)計相應(yīng)的功能。AT89S51單片機(jī)為核心部件控制整個設(shè)計，通過脈沖發(fā)生器模擬A44E霍爾傳感器檢測運(yùn)行里程數(shù)，DS1302時鐘芯片實現(xiàn)日期和時間同步顯示，按鍵可調(diào)節(jié)

94、校對實時日期及時間LM016L液晶顯示芯片顯示所需數(shù)據(jù)。運(yùn)用單片機(jī)實現(xiàn)液晶顯示的控制，脈沖的提取，最終通過編程實現(xiàn)開機(jī)系統(tǒng)能顯示實時日期及時間，且通過按鍵能對日期及時間進(jìn)行矯正，具有白天和黑夜兩種計價模式，系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定了不同的起步價和每公里單價，通過按鍵實現(xiàn)更換計價模式；白天模式起步價為8元，3公里后每1公里1.5元；黑夜模式起步價為10元，3公里后每1公里2元。啟動后，開始計價，計價因素包括運(yùn)行里程和等待時間，當(dāng)汽車行駛未滿起步公里數(shù)

95、時，均按起步價計算，超過起步公里數(shù)后，實現(xiàn)超出部分每公里按單價收費(fèi)；中間遇等待時，計程的數(shù)額將不再增加，開始計時收費(fèi)，等待20s后，每10s收取0.4元；最后測距收費(fèi)和計時收費(fèi)之和為總車費(fèi)。在運(yùn)行過程中會實時顯示出租車的運(yùn)行里程、</p><p>　　在編程的過程中遇到一些問題的，由于在最開始設(shè)計編程的時候沒有一個完整的思路，使得整個編程過程變得繁瑣和復(fù)雜。通過這次畢業(yè)設(shè)計讓我明白一點(diǎn)就是設(shè)計課題不要盲目開始，在

96、開始前最好要有完整的思路，確定最佳方案，設(shè)計的過程中不要帶有定勢思維去思考，多動腦，多想方法以達(dá)到最佳的效果。</p><p>　　結(jié)合適當(dāng)?shù)挠布蛙浖幊滩糠?，基本完成了多功能出租車計價器的設(shè)計要求，但是由于本人能力有限，設(shè)計中難免存在一定的缺陷，還請各位專家批評指正。出租車計價器現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)普遍，是人們生活中必不可少的一部分了，它將繼續(xù)改進(jìn)存在，總之，有著很大的前景市場。</p><p&g

97、t;<b>　　致 謝</b></p><p>　　在本說明書即將完成的時候，最開始我要感謝的是我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師。無論是在以前的單片機(jī)理論學(xué)習(xí)階段，還是在畢業(yè)課題的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，都得到了老師的悉心指導(dǎo)和幫助，當(dāng)我在設(shè)計過程中遇到難以解決的問題時，是老師耐心仔細(xì)的告訴我應(yīng)該怎么辦，聽了老師的許多指點(diǎn)，開竅了很多，為我的設(shè)計開辟了一條光明大道。老師在單片機(jī)這

98、方面的知識相當(dāng)豐厚，讓我學(xué)到了很多。其次還要感謝幫助過我的同學(xué)，是因為你們的陪伴讓我更加有信心完成這個設(shè)計，在我遇到問題時同樣也給過我思路上的開導(dǎo)。最后在這里我也向畢業(yè)答辯評審小組的各位專家、教授、老師們表示深深感謝，有你們的辛勤的工作和誠懇的建議才能使本設(shè)計說明書更加完善。 </p><p>　　大學(xué)四年，時光飛逝，經(jīng)歷了很多，學(xué)到了很多，期間有過開心也有難過，但是終究得到了很多。在這我還要向這四年來幫助我、教

99、育我、鼓勵我的所有科任老師表示最真誠的謝意。在大學(xué)這令人留戀的時光里，你們不僅教給了我們做學(xué)問的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則，這些都將使我終生受益。我還要特別感謝我的室友、同學(xué)和朋友，是你們陪伴讓我這四年的生活充滿了樂趣。</p><p>　　最后, 祝所有的老師、同學(xué)身體健康，事事如意！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&g

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