出租車計價器設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上出租車計價器摘 要：本設(shè)計是利用單片機(jī)技術(shù)來實現(xiàn)一臺多功能出租車計價器，由單片機(jī)、鍵盤控制部分、串口驅(qū)動顯示電路、里程計價單元部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)白天晚上轉(zhuǎn)換計價、中途等待計價、總金額路程轉(zhuǎn)換顯示、時鐘顯示、始終調(diào)整等功能，具有性能可靠、電路簡單、成本低等特點。關(guān)鍵詞：單片機(jī)控制 出租車計價器 數(shù)碼顯示1引言隨著電子技術(shù)的發(fā)展,出租車計價器技術(shù)也在不斷進(jìn)步和提高,國內(nèi)出租車計價器已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段的發(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價器,再從集成電路式到目前的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的出租車計價器。單片機(jī)控制的出租車計價

2、器性能可靠、電路簡單、成本低，在出租車行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。2總體設(shè)計方案出租車計價器通過傳感器與行駛車輛連接。出租汽車的實際里程通過傳感器的脈沖信號在計價器里折算成一定的計價營運(yùn)里程。目前市場上出租車計價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、計時計價功能等。本設(shè)計利用89S51單片機(jī)豐富的I/O口進(jìn)行移位顯示和鍵盤控制，用六片74164驅(qū)動六片數(shù)碼管顯示，并帶有復(fù)位電路，可以在不正常狀況下按復(fù)位鍵復(fù)位。2.1設(shè)計思路出租車計價器根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時間的多少進(jìn)行計價,并在行程中同步顯示車費(fèi)值。從起步價開始,當(dāng)汽車程行駛未滿2公里時,均按起步價計算。過

3、2公里后,實現(xiàn)每1公里單價收費(fèi),中間遇暫停時,計程數(shù)不再增加,開始計時收費(fèi),測距收費(fèi)和測時收費(fèi)的和便構(gòu)成了一位乘客的車費(fèi)。里程計算是通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測到信號傳到單片機(jī)通過處理計算，送給顯示單元的。完整的出租車計價器還應(yīng)包括查看、統(tǒng)計、時鐘顯示等功能。2.2總體設(shè)計框圖總體設(shè)計框圖如圖1所示。鍵盤控制89S51單片機(jī)里程計算單元串口顯示驅(qū)動電路總金額顯示單價顯示圖1 出租車計價器原理框圖3設(shè)計原理分析本系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括單片機(jī)AT89S51、數(shù)據(jù)顯示部件、A44E霍爾傳感器電路、里程計算及計價單元的設(shè)計。在硬件設(shè)計過程中，充分利用各部件的功能，實現(xiàn)多功能的出租車計價器設(shè)

4、計。軟件設(shè)計主要可分為主程序模塊、定時計數(shù)中斷程序、里程計數(shù)中斷服務(wù)程序、中途等待中斷服務(wù)程序、時間調(diào)整子程序、顯示子程序服務(wù)程序、字型碼表及延時子程序。3.1硬件設(shè)計計價器的單片機(jī)控制方案圖如圖1所示。它由以下幾個部件組成：單片機(jī)AT89S51、總金額及單價顯示部件、鍵盤控制部件、里程計算單元、串口顯示驅(qū)動電路等。利用單片機(jī)豐富的I/O端口，及其控制的靈活性，實現(xiàn)基本的里程計價功能和價格調(diào)節(jié)、時鐘顯示功能。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。具體電路參見附錄。3.11里程計算、計價單元的設(shè)計出租車中需要一個能準(zhǔn)確獲得車輪轉(zhuǎn)動即路程計量信號的裝置

5、,以得到標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號送入單片機(jī)外部中斷0即P3.2引腳,由單片機(jī)完成計程數(shù)及車費(fèi)的換算及顯示。我們在汽車聯(lián)軸器按圓周間隔嵌入磁鋼,用霍爾傳感器A44E檢測并輸出脈沖。原理圖如圖2所示。圖2 傳感器測距示意圖3.12數(shù)據(jù)顯示單元設(shè)計由于設(shè)計要求有單價（2 位）、路程（2 位）、總金額（3 位）顯示輸出，加上我們另外擴(kuò)展了時鐘顯示（包含時分秒的顯示），我們采用6 位LED數(shù)碼管的分屏顯示。時鐘顯示時，左端兩位顯示的是時，中間兩位顯示分，右邊兩位顯示秒；總金額單價顯示時，左邊三位顯示總金額，右邊兩位顯示目前單價，中間顯示短橫線表示本位沒有使用；總路程單價顯示時，同樣是左邊兩位顯示總路程，右邊兩位顯

6、示目前單價中間兩位顯示短橫線；當(dāng)切換置中途等待計價時，左邊三位顯示總金額，右邊兩位顯示中途等待單價。幾個顯示部分通過按鍵可以自由切換。顯示如圖3所示。000210時鐘顯示（圖中顯示為12點0分0秒）20.03.0總金額和單價顯示（圖中顯示為總金額20.0元，每公里3.0元）013.0里程和單價顯示（圖中顯示為10公里，每公里3.0元）圖3 采用6 位LED數(shù)碼管的分屏顯示本設(shè)計顯示部分采用串行移位顯示，從單片機(jī)串口輸出的信號先送到左邊的移位寄存器（74HC164）,由于移位脈沖的作用，使數(shù)據(jù)向右移，達(dá)到顯示的目的。移位寄存器74HC164還兼作數(shù)碼管的驅(qū)動。顯示器原理圖如圖4所示。圖4 顯示器

7、原理圖3.13鍵盤設(shè)計本設(shè)計采用4個按鍵用來控制系統(tǒng)時間，總金額、單價顯示，里程、單價顯示，中途等待計價顯示的切換，并且置有一個復(fù)位鍵S5。（1）S1按鍵的功能S1為計價啟動/結(jié)束按鍵，在顯示時間的情況下，按下S1為啟動計價，再次按下S1為結(jié)束計價（2）S2按鍵的功能 在按下S1按鍵啟動計價之后，若接著按下S2鍵則進(jìn)入中途等待計價模式。在調(diào)整時間時，按下S2鍵則數(shù)值減1。（3）S3按鍵的功能 計價結(jié)束，在顯示金額及單價時，若按下S3鍵則顯示路程和單價，再次按下S3，可返回顯示金額及單價。在調(diào)整時間時，按下S3鍵則數(shù)值加1。（4）S4按鍵的功能計價結(jié)束時，若按下S4，則返回系統(tǒng)時間的顯示。在顯示

8、時間時，按下S4進(jìn)入時間調(diào)整，默認(rèn)調(diào)整時，再次按下S4，調(diào)整分，再次按下S4，返回系統(tǒng)時間顯示。按鍵電路如圖5所示圖5 按鍵電路圖3.2軟件設(shè)計本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要可分為主程序模塊、定時計數(shù)中斷程序、里程計數(shù)中斷服務(wù)程序、中途等待中斷服務(wù)程序、顯示子程序服務(wù)程序、鍵盤服務(wù)程序六大模塊。下面對各部分模塊作介紹。3.21系統(tǒng)主程序設(shè)計在主程序模塊中，需要完成對各接口芯片的初始化、出租車起價和單價的初始化、中斷向量的設(shè)計以及開中斷、循環(huán)等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動/清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器和價格寄存器，并對它們進(jìn)行初始化。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動、清除、

9、計程和計價等不同的操作。主程序流程圖如圖6所示。當(dāng)按下S1時，就啟動計價，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計算和判斷出行駛里程是否已超過起價公里數(shù)。若已超過，則根據(jù)里程值、每公里的單價數(shù)和起價數(shù)來計算出當(dāng)前的累計價格，并將結(jié)果存于價格寄存器中，然后將時間和當(dāng)前累計價格送顯示電路顯示出來。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時候，由于霍爾開關(guān)沒有送來脈沖信號，就停止計價，顯示當(dāng)前所應(yīng)該付的金額和對應(yīng)的單價，到下次啟動計價時，系統(tǒng)自動對顯示清零，并重新進(jìn)行初始化過程。主程序流程圖如圖6所示。啟動計價器S1按下？否否是判時間設(shè)單價S2按下？調(diào)用時間調(diào)整是是開始否S1按下？中途等待計價霍爾中斷？否否是是初始化數(shù)據(jù)是S4按下？返回正

10、常計價S1按下？否顯示時間停止計價 S3按下？顯示金額及單價是顯示路程和單價否S3按下？否是圖6 主程序流程圖主程序如下：DAY_PRICE EQU 6FHNIGHT_PRICE EQU 6EHMID_PRICE EQU 6DHSTART_PRICE EQU 6CHCOUNTL EQU 6BHCOUNTH EQU 6AHM100 EQU 69H ; 外部中斷次數(shù)DISTANCE EQU 68H ; 行車距離MS100 EQU 67HSEC EQU 66HMIN EQU 65HHOUR EQU 64HLEDSL EQU 63H ; 時分鈔顯示緩沖區(qū)LEDSH EQU 62HLEDML EQU 6

11、1HLEDMH EQU 60HLEDHL EQU 5FHLEDHH EQU 5EHLEDDANJIAL EQU 5DH ; 總額單價顯示緩沖區(qū)LEDDANJIAH EQU 5CHLINE_ EQU 5BHLEDCOUNT1 EQU 5AHLEDCOUNT2 EQU 59HLEDCOUNT3 EQU 58HLEDDANJIA2L EQU 57H ; 路程，單價顯示緩沖區(qū)LEDDANJIA2H EQU 56HLINE_ EQU 55HLINE_ EQU 54HLEDDISTANCEL EQU 53HLEDDISTANCEH EQU 52HLEDDAY_PL EQU 51H ; 中途，晚上，白天顯示

12、緩沖區(qū)LEDDAY_PH EQU 50HLEDNIG_PL EQU 4FHLEDNIG_PH EQU 4EHLEDW_PL EQU 4DHLEDW_PH EQU 4CHS1 BIT P2.0S2 BIT P2.1S3 BIT P2.2S4 BIT P2.3MID1 EQU 4BHPRICE EQU 4AHDAYMID EQU 49HNIGHTMID EQU 48H ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP TO ORG 000BH AJMP TOTIME ORG 001BH AJMP TOSTART ORG 0030HMAIN:MOV SP,#70H MOV TMO

13、D, #11H MOV TH0, #3CH MOV TL0, #0B0H MOV TH1, #3CH MOV TL1, #0B0H MOV 22H, #0AH SETB EA SETB TR0 SETB EX0 SETB IT0 SETB ET0 SETB ET1 MOV R7,#34 MOV R0,#69HLOOPL:MOV R0,#0 DEC R0 DJNZ R7,LOOPL MOV COUNTL, #00H ; 起步價 MOV COUNTH, #05H MOV DAY_PRICE,#25H ; 白天價格初始化 MOV DAYMID,#13H MOV NIGHT_PRICE,#30H ;

14、晚上價格初始化 MOV NIGHTMID,#15H MOV START_PRICE, #50H ; 起步價初始化 MOV MID1,#0 MOV DISTANCE, #02H MOV HOUR, #12HKEY_MAIN: SETB TR0 ACALL HMS_DIS ACALL T100MSD ACALL T100MSD ACALL T100MSD JNB S4,W3K11:JB S1,KEY_MAIN ACALL T10MSD JB S1,KEY_MAIN JNB S1,$ MOV A,HOUR ;判時間設(shè)單價 CLR CY CJNE A,#08H,K12 AJMP K16K12:JC K

15、13 CLR CY CJNE A,#20H,K15 AJMP K13K15:JNC K13K16:MOV PRICE,DAY_PRICE MOV MID_PRICE,DAYMID AJMP K14W3:AJMP K41K13:MOV PRICE,NIGHT_PRICE MOV MID_PRICE,NIGHTMIDK14:MOV 29H,PRICE MOV R0,#LEDDANJIAL ;啟動初始化 MOV R2,#06H CLR A MOV M100,ABK1:MOVR0,A DEC R0 DJNZ R2,BK1 MOV COUNTL,#00H MOV COUNTH,#05H MOV DIST

16、ANCE,#02H SETB EX0 ;開始計價 LCALL CP_DIS ;金額單價顯示K21:JB S2,K24 ACALL T10MSD JB S2,K24 JNB S2,$ MOV PRICE,MID_PRICE SETB TR1 ;啟動中途等待計價 ACALL CP_DIS MOV A,M100K22:CJNE A,M100,K23 JB S1,K22 ACALL T10MSD JB S1,K22 JNB S1,$ CLR TR1 MOV MID1,#00H MOV PRICE,29H ACALL CP_DIS AJMP K25K23:CLR TR1 ;關(guān)閉中途等待計價 MOV MI

17、D1,#00H MOV PRICE,29H ACALL CP_DISK24:JB S1,K21 ACALL T10MSD JB S1,K21 JNB S1,$K25:JB S4,K31 ACALL T10MSD JB S4,K31 JNB S4,$ AJMP KEY_MAINK31:JB S3,K25 ACALL T10MSD JB S3,K25 JNB S3,$ ACALL DP_DIS ;調(diào)用里程顯示K32:JB S4,K33 ACALL T10MSD JB S4,K33 JNB S4,$ AJMP KEY_MAINK33:JB S3,K32 ACALL T10MSD JB S3,K32

18、JNB S3,$ ACALL CP_DIS AJMP K25K41:ACALL T10MSD JB S4,W2 JNB S4,$ AJMP HOU_TW2:AJMP K113.22 定時中斷服務(wù)程序在定時中斷服務(wù)程序中，每100ms 產(chǎn)生一次中斷，當(dāng)產(chǎn)生10 次中斷的時候，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顯示。其程序流程如圖7所示。開始保護(hù)現(xiàn)場重置計數(shù)初值否中斷10次？是數(shù)據(jù)送顯示緩沖單元調(diào)用顯示子程序恢復(fù)現(xiàn)場 并中斷返回圖7 定時中斷服務(wù)程序流程圖定時中斷服務(wù)程序如下：TOTIME: PUSH PSW PUSH ACC MOV TH0,#3CH MOV TL0,

19、#0B0H INC MS100 MOV A,MS100 CJNE A,#10,RETURN MOV MS100,#0 MOV A,SEC ADD A,#1 DA A MOV SEC,A CJNE A,#60H,RETURN MOV SEC,#0 MOV A,#1H ADD A,MIN DA A MOV MIN,A CJNE A,#60H,RETURN MOV MIN,#0 MOV A,#1H ADD A,HOUR DA A MOV HOUR,A CJNE A,#24H,RETURN MOV HOUR,#0RETURN: POP ACC POP PSW RETI3.23 里程計數(shù)中斷服務(wù)程序每當(dāng)

20、霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機(jī)中斷一次，當(dāng)里程計數(shù)器對里程脈沖計滿1000 次時，使微機(jī)進(jìn)入里程計數(shù)中斷服務(wù)程序中。在該程序中，需要完成當(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。里程計數(shù)中斷服務(wù)程序如下：TO: PUSH PSW PUSH ACC MOV A,#1 ADD A,M100 MOV M100,A MOV A,M100 CJNE A,#100,RETURN1 MOV M100,#0 INC 21H MOV A,21H CJNE A,#0AH, RETURN1 ;已經(jīng)到了1公里 MOV 21H,#0 MOV A,#1 ADD A,DISTANCE DA A

21、 MOV DISTANCE,A MOV A,PRICE ANL A,#0FH ADD A,COUNTL DA A MOV COUNTL,A MOV A,PRICE ANL A,#0F0H SWAP A ADD A,COUNTH DA A MOV COUNTH,A MOV A,COUNTL CJNE A,#10H,RETURN1 MOV COUNTL,#0 MOV A,#1 ADD A,COUNTH DA A MOV COUNTH,A CJNE A,#99H,RETURN1 MOV COUNTH,#0RETURN1:POP ACC POP PSW RETI3.24 中途等待中斷服務(wù)程序當(dāng)在計數(shù)狀

22、態(tài)下霍爾開關(guān)沒有輸出信號，片內(nèi)的T1 定時器便被啟動，每當(dāng)計時到達(dá)5分鐘，就對當(dāng)前金額加上中途等待的單價，以后每分鐘都自動加上中途等待的單價。當(dāng)中途等待結(jié)束的時候，也就自動切換到正常的計價。中途等待中斷服務(wù)程序如下：TOSTART: PUSH PSW PUSH ACC MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H DJNZ 22H,RETURN2 ;1S未到返回 MOV 22H,#0AH MOV A,#1 ADD A,23H DA A MOV 23H, A CJNE A,#60H,RETURN2 MOV 23H,#0 MOV A,MID1 CJNE A,#00H,W1 MOV A,#1

23、 ADD A,24H DA A MOV 24H,A CJNE A,#05H,RETURN2 INC MID1 MOV 24H,#0W1: MOV A,PRICE ADD A,COUNTL DA A MOV COUNTL,A CJNE A,#10H,RETURN2 MOV COUNTL,#0 MOV A,#1 ADD A,COUNTH DA A MOV COUNTH,A CJNE A,#99H,RETURN2 MOV COUNTH,#0RETURN2:POP ACC POP PSWRETI3.25 時間調(diào)整子程序當(dāng)S4按下即調(diào)用時間調(diào)整子程序，用加減的方式進(jìn)行調(diào)整。時間調(diào)整子程序如下：HOU_T

24、:CLR TR0 ;調(diào)整小時 ACALL T100MSD ACALL T100MSD MOV LEDHL,#0AH MOV LEDHH,#0AH ACALL HMS_DIS1 ;直接調(diào)用，不經(jīng)過拆分 ACALL T100MSD ACALL T100MSD MOV SEC,#00H ACALL HMS_DIS JB S3,K42 ACALL T10MSD JB S3,K42 JNB S3,$ MOV A,HOUR ADD A,#1 DA A MOV HOUR,A CJNE A,#24H,K42 MOV HOUR,#0K42:JB S2,K43 ACALL T10MSD JB S2,K43 JNB

25、 S2,$ MOV A,HOUR ADD A,#99H DA A MOV HOUR,A CJNE A,#99H,K43 MOV HOUR,#23HK43:JB S4,HOU_T ACALL T10MSD JB S4,HOU_T JNB S4,$MIN_T:ACALL T100MSD ;調(diào)整分鐘 ACALL T100MSD MOV LEDML,#0AH MOV LEDMH,#0AH ACALL HMS_DIS1 ACALL T100MSD ACALL T100MSD MOV SEC,#0 ACALL HMS_DIS JB S3,K51 ACALL T10MSD JB S3,K51 JNB S3,

26、$ MOV A,MIN ADD A,#1 DA A MOV MIN,A CJNE A,#60H,K51 MOV MIN,#0K51:JB S2,K52 ACALL T10MSD JB S2,K52 JNB S2,$ MOV A,MIN ADD A,#99H DA A MOV MIN,A CJNE A,#99H,K52 MOV MIN,#59HK52:JB S4,MIN_T ACALL T10MSD JB S4,MIN_T JNB S4,$ AJMP KEY_MAIN3.26 顯示子程序服務(wù)程序由于是分屏顯示數(shù)據(jù)，所以就要用到3個顯示子程序，分別是：時分秒顯示子程序（HMS_DIS）、金額單價顯

27、示子程序（CP_DIS）、路程單價顯示子程序(DP_DIS)。顯示子程序如下：HMS_DIS:PUSH ACC PUSH PSW SETB RS1 MOV R0,#SEC ;時分秒的拆分(三個字節(jié)) MOV R1,#LEDSL MOV R6,#03HLOOP1:MOV A,R0 MOV B,A ANL A,#0FH MOV R1,A DEC R1 MOV A,B SWAP A ANL A,#0FH MOV R1,A DEC R1 DEC R0 DJNZ R6,LOOP1 POP PSW POP ACCHMS_DIS1: PUSH ACC PUSH PSW MOV R7,#06H MOV R0,

28、#LEDSLLOOP: MOV A,R0 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,ABK:JBC TI,NEXT SJMP BKNEXT:DEC R0 DJNZ R7,LOOP CLR RS1 POP PSW POP ACC RETCP_DIS:PUSH ACC PUSH PSW SETB RS1 MOV R0,#PRICE ;單價拆分(兩個字節(jié)) MOV R1,#LEDDANJIAL MOV R6,#03H MOV A,R0 MOV B,A ANL A,#0FH MOV R1,A DEC R1 MOV A,B SWAP A ANL A, #0FH MOV R

29、1,A DEC R1 MOV A,LEDDANJIAL ;送單價低位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,LEDDANJIAH ;送單價高位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR CPL ACC.4 MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV SBUF,#0FEH ;送短線(短線的字型碼是0FEH) JNB TI,$ CLR TI MOV R0,#COUNTH MOV R1,#LEDCOUNT2 MOV A,R0 MOV B,A ANL A,#0FH MOV R1,A DE

30、C R1 MOV A,B SWAP A ANL A,#0FH MOV R1,A MOV LEDCOUNT1,COUNTL MOV A,LEDCOUNT1 ;送總金額低位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,LEDCOUNT2 ;送總金額中位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR CPL ACC.4 MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,LEDCOUNT3 ;送總金額高位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A JNB TI,$

31、 CLR TI CLR RS1 POP PSW POP ACC RETDP_DIS:PUSH ACC PUSH PSW SETB RS1 MOV R0,#PRICE ;單價的拆分(一個字節(jié)) MOV R1,#LEDDANJIAL MOV A,R0 MOV B,A ANL A,#0FH MOV R1,A DEC R1 MOV A,B SWAP A ANL A,#0FH MOV R1,A DEC R1 MOV A,LEDDANJIAL ;送單價低位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,LEDDANJIAH ;送單價高位 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR CPL ACC.4 MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV SBUF,#0FEH ; JNB TI,$ CLR TI MOV SBUF,#0FEH ;送短線 JNB TI,$ CLR TI MOV R0,#DISTANCE MOV R1,#LED