基于單片機的出租車計費系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第1章 引 言隨著經(jīng)濟的發(fā)展，帶動汽車行業(yè)快速發(fā)展，出租車日益普遍，了解在出租車上應用的計費系統(tǒng)，對我們日常生活也有幫助。而使用單片機實現(xiàn)該系統(tǒng)，是深化單片機應用的良好途徑。本系統(tǒng)由單片機89S52和一些外圍原件組成，具有操作簡單，顯示明了，功能強大的特點。使用TG12864E 液晶模組作為顯示器，可以顯示數(shù)字、字母、中文、圖片等，使系統(tǒng)信息一目了然；本系統(tǒng)除了里程統(tǒng)計和費用計算以外，還具有萬年歷和語音播報功能。語音播報由語音芯片ISD1420提供語音信息，語音信息放在不同的地址里，由單片機從這些地址中調用合適的語音進行播放。本方案充分發(fā)揮人性化的特點，利用ISD14

2、20的語音功能，配合TG12864液晶模組，模擬實現(xiàn)帶語音提示的出租車計價系統(tǒng)。比較真實地模擬出租車的空車、載客、到站及對各狀況的費率的計算、統(tǒng)計、顯示和語音播報等功能。第2章 系統(tǒng)總體介紹2.1系統(tǒng)組成 整體方案設計框圖如圖2-1所示：Mcu控制部分顯示部分按鍵輸入實時時 鐘掉電存 儲語音報價車輪模擬測速+5v電源 圖2-1 方案設計框圖本系統(tǒng)采用89s52做核心控制單元，實現(xiàn)了實時時鐘，掉電存儲，語音報價，等功能，使用大屏幕lcd顯示，人機界面好，功能強大，操作簡單易用，通過仔細選擇器件，成本在不降低性能盡量做到最低，完全符合工業(yè)產(chǎn)品的性質。2.2系統(tǒng)各部分功能2.2.1里程計量功能a)單

3、片機對傳感器輸出脈沖進行計數(shù)，并將脈沖數(shù)換算成公里數(shù)；b)每一個脈沖代表輪胎旋轉一周，設輪胎的直徑為520mm，輪胎的周長為：（即每轉一圈的距離）520x3.14159=1634mm=1.634m c)每公里的脈沖數(shù):PulsePerKM=1000m/1.634m=612（個脈沖） 2.2.2費用計算功能費用計算包括三部分：起步費、行使費和燃油附加費：a)起步費用（StartPrice） 當行駛里程（RunMilege）在2.3Km(含2.3Km)以內按起步價（StartPrice）7元計費。即行使費用（RunPrice）為： RunPrice = StartPrice + 1 = 8（元）b

4、) 行使費用（RunPrice）-行使費用分短途與長途兩種情況：.當行駛里程（RunMilege）超出2.3Km時并且小于35Km時，按2.6元/Km收費，這時行駛費用為：RunPrice=StartPrice+2.6×(RunMilege-StartMilege)+1 其中：StartPrice為起步價=6元 StartMilege為起步里程=2.3KmRunMilege為行使里程（總行使里程）RunPrice為行使費用（總行使金額）.當行使里程超過35Km后，要加空駛費，即每公里升至3.50元, 這時行駛費用為：RunPrice=StartPrice+3.5×(RunM

5、ilege-StartMilege)+1c) 燃油附加費-每車次加收一元。2.2.3語音播放功能.當初次按下“startstop”鍵，出租車開始啟動，系統(tǒng)播放“您好！歡迎乘坐本公司出租汽車，謝謝！”播送完畢，計費器開始計費。.按下“SpeedUp”鍵，出租車加速行使，最高速為100Km。.按下“SpeedDown”鍵，出租車減速行使，最低速為0Km。.在行使狀態(tài)下，按下“startstop”鍵，表示出租車到站，結束行使。這時候，系統(tǒng)播放“您好！行使里程XXX公里，應付XXX元，請檢查您的隨身物品，歡迎再次乘坐,再見！”的提示音。.按下“Reset”鍵，進入空車狀態(tài)。 2.2.4中文菜單顯示功能

6、.在空車狀態(tài)下（啟動前），LCD屏幕上顯示如圖2-2所示的中文信息： 圖2-2.在空車狀態(tài)下，按下“startstop”鍵，系統(tǒng)播放“您好！歡迎乘坐本公司出租汽車，謝謝！”的提示音，同時在LCD屏幕上顯示如圖2-3所示的中文信息： 圖2-3.播完提示音后，進入行使狀態(tài)，LCD屏幕顯示如圖2-4所示的信息： 圖2-4.在行使狀態(tài)，按下“SpeedUp”鍵，里程顯示的公里數(shù)增加的速度會不斷的變快，金額數(shù)值也在作相應的變化。按下“SpeedDown”鍵，里程顯示的公里數(shù)增加的速度會不斷的變慢。.在行使狀態(tài)，按下“startstop”鍵，表示出租車到站，結束行程。這時屏幕顯示如圖2-5所示的信息： 圖

7、2-5 同時，系統(tǒng)播放“您好！行使里程xxx.xx公里，應付xxx.xx元，請檢查您的隨身物品，歡迎再次乘坐，再見！”的提示音。2.2.5實時時鐘功能用實時時鐘芯片DS1302作為時鐘電路，產(chǎn)生年月日時分秒等信號，供系統(tǒng)調用。2.2.6按鍵的功能(1)“startstop”鍵開始進入行使/結束行使（到站）。(2)“SpeedUp”鍵行使加速按鍵。按下次按鍵，可使出租車的速度由0Km上升到100Km。(3)“SpeedDown”鍵-行使減速按鍵。按下次按鍵，可使出租車的速度由100K下降到0Km。(4)“Reset”鍵-進入空車狀態(tài)。第3章 硬件設計3.1電源模塊方案比較：1、電源采用220v交

8、流電，通過整流濾波電路再經(jīng)過穩(wěn)壓器件得到需要的+5v電壓 2. 直接輸入一個610v的直流電壓，再用穩(wěn)壓芯片芯片得到5v電壓； 通過仔細的考慮，計費系統(tǒng)最終是安裝在計程車上的，電源一般不是220v交流電壓，而是有電瓶輸出的直流電壓，再考慮總體設計成本問題，因此采用方案2。具體電路圖如下圖3-1：電源的輸入可以采用兩路輸入，可接一路備用電源。防止了突然斷電而丟失數(shù)據(jù)的情況，進一步增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 圖3-1 電源結構圖3.2控制模塊方案比較：目前比較實用的mcu方案有： 51系列單片機，avr系列單片機，菱陽系列單片機Pic系列單片機 通過分析系統(tǒng)需求，對于此系統(tǒng)51系列單片機的資源已經(jīng)足夠，

9、所以采用89s52單片機做系統(tǒng)的mcu控制單元性價比最高。本系統(tǒng)采用11.0592Mhz的晶振，s51系列支持isp下載編程，可以方便程序的調試開發(fā)，減小開發(fā)時的成本。具體電路圖如圖3-2： 圖3-2 控制器電路3.3 Lcd顯示模塊 方案比較： 1、led數(shù)碼管輪流顯示 2、1602lcd顯示 3、12864lcd顯示 Led顯示可以基本實現(xiàn)要顯示的功能，但輪流顯示給顧客的界面很不方面，各種數(shù)據(jù)不能同時顯示，雖然成本低，但不可取。 1602lcd可以實現(xiàn)教多數(shù)據(jù)的顯示，但要顯示漢字比較麻煩，所能顯示的漢字個數(shù)也太少，也不可取 12864lcd大屏幕顯示，能顯示比較人性化的頁面，采用串行控制只

10、需4根控制線，不必占有控制系統(tǒng)的過多io口，性價比最高因此選取12864lcd作為顯示部分。其中設計了背光控制電路，ledak端為低電平是背光亮，高電平時滅，可以工作在節(jié)電模式。具體電路如圖3-3所示：TG12864E 是一種圖形點陣液晶顯示器，它主要由行驅動器/列驅動器及128×64 全點陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示,也可以8×4 個（16×16 點陣）漢字。主要技術參數(shù)和性能： ·電源：VDD：+2.7 +5V; 模塊內自帶-10V負壓，用于LCD的驅動電壓。· 顯示內容：128（列）×64（行）點·全屏幕點陣

11、83; 七種指令· 與CPU接口采用8 位數(shù)據(jù)總線并行輸入輸出和8 條控制線· 占空比1/64· 工作溫度：-10+60，儲存溫度：-20+70，可選擇寬溫：-20+70 外形尺寸圖如圖3-4所示: 圖3-3 液晶顯示電路 圖3-4 液晶顯示屏外形.TG12864EL 串口接線方式如圖3-5所示：圖圖3-53.4按鍵模塊方案比較： 1、使用觸摸屏作為控制輸入 2、使用矩陣或獨立按鍵作為控制輸入分析： 本系統(tǒng)本考慮使用觸摸屏，使系統(tǒng)界面感覺更加人性化，但使用觸摸屏在要輸入數(shù)字時，12864同時也要顯示出數(shù)字，由于12864要顯示鍵盤的數(shù)字比較勉強，要輸入數(shù)字時還是用

12、矩陣鍵盤比較合適，如此考慮觸摸屏就非常多余， 矩陣鍵盤掃描時需要較長的時間，因此利用兩個獨立按鍵作為系統(tǒng)開始與結束的按鍵，運用比較方便。具體電路如圖3-6和圖3-7所示： 按鍵掃描模塊電路圖及說明:整個系統(tǒng)只有兩個按鍵，一個“啟動/停止”，一個“復位”；本模塊功能:掃描按鍵功能，返回掃描結果。圖3-6 獨立按鍵圖3-7 矩陣按鍵3.5實時時鐘模塊本模塊采用ds1302，性價比較高，晶振采用時鐘標準頻率32.768Mhz，控制電路較簡單，符合I2C總線。可實現(xiàn)年月日時分秒的顯示，還可選擇工作12小時制還是24小時制模式。電路接圖如圖3-8所示： 圖3-83.6掉電存儲模塊本模塊采用24cxx系列

13、EEPROM，此芯片工作在I2C總線模式，控制讀寫方便，數(shù)據(jù)存儲量大，24c256可達到32kb的容量。電路圖如圖3-9所示： 圖3-93.7語音報價模塊語音功能實現(xiàn)：為實現(xiàn)語音報價功能，決定采用一塊語音芯片錄入若干段語音，然后用單片機通過組合方式實現(xiàn)語音報價。方案比較：1 采用apr9600音樂芯片實現(xiàn)該功能，apr9600通過串行工作方式分別錄入語音段，然后用串行選段控制方式播放語音段，控制方式是每次給/M2一個低電平，芯片地址指向下一段語音，而當給/M1一個低電平時，播放當前段語音，通過控制/M2和/M1即可實現(xiàn)語音播放。2 采用isd2560語音芯片實現(xiàn)，isd2560通過地址方式在相

14、應地址分別存入若干段語音，再經(jīng)單片機按需要調用各段語音，控制方式為單片機通過口線選通所需地址，然后觸發(fā)芯片的片選端，即可播放語音。比較，由于語音報價主要是播放金額的數(shù)字，每個數(shù)字都要分別存為一段語音，所以導致所需存儲的語音段較多，這時如果采用apr9600芯片，由于選段需要提供/M2低電平，選到后面的段時，需要很多個低電平才能選到，在實際應用中應會造成不小的延時，對語音播放的效果造成影響，而采用isd2560時，由于采用地址方式選段，不存在上述問題，所以語音段之間的延時非常小，由此比較決定,采用isd2560芯片實現(xiàn)語音功能。電路圖如圖3-10所示： 圖3-10 語音芯片電路3.8車輪模擬測速

15、模塊 方案比較： 1、采用紅外傳感器測量車輪轉過的圈數(shù) 2、采用接近開關測量車輪轉過的圈數(shù) 紅外傳感器價格比較便宜，但紅外線的干擾比較多，容易出現(xiàn)誤觸發(fā)，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，接近開關穩(wěn)定性較好，干擾少，為了加強系統(tǒng)穩(wěn)定性，采用接近開關。接近開關使用方便，只要接電源和地，當有金屬接近到一定距離時數(shù)據(jù)輸出低電平，平時保持高電平，可以產(chǎn)生中斷，接近開關的工作速度也不會太低，所以工作穩(wěn)定。其電路圖如圖3-11所示： 圖3-11電機驅動電路，采用另一個穩(wěn)壓芯片輸出與單片機電源電路隔離開來，可以防止電機大電流對單片機的干擾，并用電位器可實現(xiàn)調速設置，可以簡單的模擬車輪的轉動。其電路圖如下圖3-12所示： 圖

16、3-12 電機驅動電路第4章 系統(tǒng)程序設計4.1系統(tǒng)主程序流程框圖：（如圖4-1所示） 圖4-14.2里程和費率計算程序流程圖（如圖4-2所示）： 圖4-2/*/費率計算函數(shù)/*void price() if(RunMilege<=2300) /TotalPrice=700+100; TotalPrice=800; if(RunMilege>2300)&&(RunMilege<=35000) /TotalPrice=700+(RunMilege-2300)*0.26+100; TotalPrice=800+(RunMilege-2300)*0.26; if(R

17、unMilege>35000) /TotalPrice=700+(35000-2300)*0.26+(RunMilege-35000)*0.35+100; TotalPrice=1112+(RunMilege-35000)*0.35; Price=(ulong)TotalPrice; 4.3鍵盤處理程序流程圖（如圖4-3所示）圖4-3 鍵盤掃描子程序模塊/*專心-專注-專業(yè)void scankey() if(k2() bell(); if(mode=0x00) mode = 0x01; write_inst(0x01); else if(mode=0x01) flag = 0; mode = 0x02; write_inst(0x01); if(k4() bell(); if(mode=0x02) flag = 0; play_fg1 = 0; play_fg2 = 0; mode = 0x00; write_inst(0x01); count = 0; 結束語 通過這次設計,我覺得自己學到了很多東西: 其中我接觸到了更多平時沒有接觸到的元器等,發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之。我體會到了所學理論知識的重要性:知識掌握越多,設計得就更加嚴謹,更加順利。了解了進行一項相對比較大型的科研設計所必不可少的幾個階段。我經(jīng)過這次系統(tǒng)的課程設計,熟悉了對一項課題進行研究,設計和試驗