出租车计价器控制电路的设计方案

数字电子课程设计

课题名称出租车计价器控制电路的设计

所在院系机电学院

班级07自动化<2）班

学号200710320227

姓名龚涛

指导老师张玲

时间2009-12-27

景德镇陶瓷学院

数字电子课程设计任务书

班级：07自动化<2）班姓名：龚涛指导老师：张玲

教研室主任签字：年月日

目录

0.前言4

1.设计要求及原理4

1.1 设计要求4

1.2 基本原理4

2.各单元设计说明5

2.1 单片机最小系统单元5

2.2 A44E霍尔传感器检测单元6

2.3 AT24C01存储单元7

2.4 键盘调整单元8

2.5 显示单元9

3程序设计9

3.1 系统主程序9

3.2 中断程序10

3.2.1 里程计数中断程序10

3.2.2 中途等待中断程序10

3.3 计算程序10

3.4 显示程序10

3.5 键盘程序10

4.0总电路图11

5.0原器件清单12

6.0参考文献12

0.前言

随着出租车行业的发展，出租车已经是城市交通的重要组成部分，从加强行业管理以及减少司机与乘客的纠纷出发，具有良好性能的计价器对出租车司机和乘客来说都是很必要的。而采用模拟电路和数字电路设计的计价器整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试。而采用单片机进行的设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易地实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。本设计采用AT89S52单片机为主控器，以A44E霍尔传感器测距，实现对出租车的多功能的计价设计，并采用AT24C01实现在系统掉电的时候保存单价等信息，输出采用8段数码显示管。本电路设计的计价器不但能实现基本的计价，而且还能根据白天，黑夜和中途等待来调节单价。

1.设计要求及原理

1.1 设计要求

出租车计价器根据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间的多少进行计价,并在行程中同步显示车费值。从起步价开始，当汽车程行驶未满2公里时，均按起步价计算。过2公里后,实现每1公里单价收费，中间遇暂停时，计程数不再增加，开始计时收费，测距收费和测时收费的和便构成了一位乘客的车费。同时，白天和夜晚价格不同，可以进行切换。白天单价、夜晚单价、等待单价和起步价格都可通过独立键盘进行调节。<默认起步价为5元/2公里，里程单价白天为2元/公里，夜晚为3元/公里，等待计时单价为1元/2分钟，金额显示三位，单价显示两位，路程显示三位。）

1.2 基本原理

计数器系统主要由五部分组成：A44E霍尔传感器、AT89S52单片机、独立键盘、EEPROM AT24C01和显示数码管。

霍尔传感器安装在车轮上，主要检测汽车行进的公里数，并产生一系列相应的脉冲输出，脉冲送到单片机进行处理，单片机根据程序设定通过计算脉冲数换算出行驶公里数，再根据从EEPROM中读取的价格等相关数据进行金额的计算，计算好的金额、里程和单价都实时地显示在数码管上。独立键盘可以调节价格等相关数据，按下相应的按钮，产生信号交由单片机处理并实时显示出来，调节好的数据存储到EEPROM中，掉电后可以使调好的数据不丢失，下次得电后直接从EEPROM读到单片机，总体框图如图1。

图1 总体框图

2.各单元设计说明

2.1 单片机最小系统单元

主控机系统采用了Atmel 公司生产的 AT89S52单片机，它含有256 字节数据存储器，内置8K 的电可擦除FLASH ROM，可重复编程，大小满足主控机软件系统设计，所以不必再扩展程序存储器。复位电路和晶振电路是AT89S52 工作所需的最简外围电路。单片机最小系统电路图如图2所示。

图2 单片机最小系统图

AT89S52 的复位端是一个史密特触发输入，高电平有效。RST端若由低电平上升到高电平并持续2个周期，系统将实现一次复位操作。在复位电路中，按一下复位开关就使在RST端出现一段时间的高电平，外接11.0592M 晶振和两个30pF 电容组成系统的内部时钟电路。

2.2 A44E霍尔传感器检测单元

A44E 属于开关型的霍尔器件，其工作电压范围比较宽

<4.5～18V），其输出的信号符合TTL电平标准，可以直接接到单片机的IO 端口上，而且其最高检测频率可达到1MHZ。

A44E 集成霍耳开关由稳压器A、霍耳电势发生器(即硅霍耳片>B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。

在输入端输入电压Vcc，经稳压器稳压后加在霍尔电势发生器的两端，根据霍尔效应原理，当霍尔片处在磁场中时，在垂直于磁场的方向通以电流，则与这二者相垂直的方向上将会产生霍尔电势差VH输出，该VH信号经放大器放大后送至施密特触发器整形，使其成为方波输送到OC门输出。当施加的磁场达到工作点<即Bop）时，触发器输出高电压<相对于地电位），使三极管导通，此时OC门输出端输出低电压，三极管截止，使OC门输出高电压，这种状态为关。这样两次电压变换，使霍尔开关完成了一次开关动作。A44E霍尔传感器原理如图3所示。

图3 A44E霍尔传感器原理

里程计算是通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的脉冲信号，送到单片机产生中断，单片机再根据程序设定，计算出里程。其原理如图4所示。

图4 传感器测距示意图

本系统选择了将A44E的脉冲输出口接到P3.3口外部中断1作为信号的输入端<这样可以减少程序设计的麻烦），车轮每转一圈<设车轮的周长是1M），霍尔开关就检测并输出信号，引起单片机的中断，对脉冲计数，当计数达到1000次时，即1公里，单片机就控制将金额自动增加，如图5。

图5 A44E霍尔元件接线图

2.3 AT24C01存储单元

存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的单价信息。AT24C01 是Ateml公司的1KB的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为

1mA，静态电流10uA(5.5V>，芯片内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8 脚的DIP 封装，使用方便。