出租车自动计费器

目录

摘要 (1)

1 概述 (2)

1.1 基本要求 (2)

1.2 功能介绍 (2)

2 设计方案 (3)

2.1设计原理 (3)

3 硬件电路 (4)

3.1 单片机最小系统 (4)

3.2 按键电路 (5)

3.3 数码管显示电路 (6)

3.4 LCD1602显示电路 (6)

4 软件设计 (8)

4.1单片机I/O资源使用 (8)

4.2 单片机软件模块设计 (8)

4.3 程序框图 (9)

5 PROTEUS仿真 (13)

5.1 总仿真电路图 (13)

5.2 不调价仿真 (13)

5.3 调价仿真 (14)

6 心得体会 (16)

参考文献 (18)

附录1 原件清单 (19)

附录2 程序 (20)

附录3 原理图 (34)

出租车自动计费器设计

摘要

近些年来，出租车成为了人们出行重要的交通工具之一，出租车以低价高质的服务给人们带来了不少方便。基于单片机系统设计的出租车计费器以单片机作为核心的控制元件，具有功能强，性能可靠，电路简单，成本低的特点，加上经过优化的程序，使其具有很高的智能化水平。

本次设计中,硬件设计主电路以AT89S51单片机为核心控制元件，输出采用LCD1602液晶屏和四位一体数码管，显示起价、每公里单价、等待价格、行驶总里程和总金额，并配有多个按键，以供手动调节乘车价格。

关键词：计费器51单片机LCD1602 数码管

1 概述

1.1 基本要求

①以MCS-51系列单片机为核心，设计出租车自动计费器。

②设计一个出租车自动计费器，具有行车里程计费、等候时间计费、及起价三部分，用四位数码管显示总金额，最大值为99.99元。

③行车里程单价1元/公里，等候时间单价0.5元/10分钟，起价3元（3公里起价）均能通过人工输入。

④行车里程的计费以一个脉冲模拟汽车前进十米，

⑤用LED显示行驶公里数和收费金额。

一、计费功能

费用按行驶里程计费，起步价为3元。

1、当行驶里程小于或等于3公里，按起步价计费

2、当行驶里程大于3公里，每公里收费1元，不足1公里不计

3、等待时间为每10分钟收费0.5元，不足10分钟不计

二、显示功能

1、显示行驶里程：用LCD1602液晶屏显示，显示方式为“XX”，单位为Km，范围0-99Km

2、显示等候时间：用LCD1602液晶屏显示，显示方式为“XX”，单位Min，范围0-99Min

3、显示总费用：用四位数码管显示，显示方式为“XX.X”，单位元，范围3-99.9元1.2 功能介绍

本出租车自动计费，上电后显示默认的起步价，每公里计费单价，等待时间计费单

价，可通过按键调整起步价，里程计费单价，等待时间计费单价。具有运行、暂停、停止状态，可以显示行驶的里程、等待的时间和出租车行驶的总费用。

2 设计方案

2.1设计原理

利用单片机的强大功能，可用AT89S51单片机作主控芯片，用来处理计费器的各种数据并控制LCD1602和数码管显示模块，实现基本的里程计费和价格调整。

为模拟汽车行驶，用单片机的T0定时器进行16位定时，每0.05S发射一个信号进入定时中断，20个中断为1S，每秒向单片机发送信号表示前进10米。

2.2 设计方案

图2-1 总体设计框图

3 硬件电路

3.1 单片机最小系统

该电路单片机最小系统由四个部分组成：电源、地、复位电路、时钟电路。电源电路中，电源接单片机，同时连接一个电容接地用于去耦合，稳定电源电压。

复位电路如图3-1所示，共有两种基本形式：上电复位和按键复位。单片机上电瞬间会对C1进行充电，此过程C1相当于短路，RST引脚电平升高单片机复位；若要手动复位，则按下RSTK复位按键，RST引脚直接接高电平，单片机复位。

图3-1 复位电路

图3-2为单片机时钟电路，AT89S51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为XTAL2,。这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，微调电容的典型值通常为30pF。

图3-2 时钟电路

3.2 按键电路

本设计共有6个独立按键：复位按键RSTK，进入退出设置键K1，光标移动键K2，数值增加键K3，等待计时键K4，开始暂停计费键K5。

1.复位或者程序跑飞，可用RSTK键进行复位；

2.调整计费单价，按K1进如设置状态，设置完后再按下K1退出设置状态；

3.按K2可移动光标，分别调整各收费单价；

4.按K5键开始计费，中间需要停车等待，可直接按K4进行等待计时计费，等待完毕直接按K5继续行驶计费。按键电路如图3-3所示。

图3-3 按键电路

3.3 数码管显示电路

数码管用于显示计费总价，显示方式为“XX.X”，单位元，显示范围为3-99.9元。为保证数码管显示的稳定性，在段选端前接锁存器74HC573，数码管电路如图3-4所示。

图3-4 数码管显示电路

由于单片机P0口没有上拉能力，所以数码管的段选口高电平由锁存器提供。

3.4 LCD1602显示电路

LCD1602液晶屏是字符型液晶屏，并且带字符库的，不需要查找代码，英文字符可直接输入显示。液晶电路使用时，如果发现液晶不亮可以调节连接液晶的变阻器，改变液晶的亮度。每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。LCD1602显示电路如图3-5所示。